Monista asioista, joita olet kuullut COVID-19:stä vuonna 2020, yksi asia kaiken keskellä on testi, jota käytetään havaitsemaan, onko joku saanut viruksen, kuuluisa RT-PCR-testi tai vain PCR.

Olet varmasti kuullut tästä testistä jo aiemmin, joko lääketieteen ammattilaiselta tai uutisista. PCR-testiä käytetään havaitsemaan viruksen esiintyminen (tai puuttuminen) jonkun elimistössä.

RT-PCR-testi ei ole ainoa, jolla virus voidaan havaita, mutta se on muihin menetelmiin verrattuna tarkin ja luotettavin. Toinen testi on perinteinen serologinen testi, jolla havaitaan spesifiset vasta-ainepitoisuudet verinäytteistä.

Kirjaimet RT-PCR:ssä tarkoittavat Käänteinen transkriptio polymeraasiketjureaktioTutkijat ovat käyttäneet sitä vuosikymmeniä geneettisen materiaalin moninkertaisten kopioiden tuottamiseen.

Toisin sanoen tässä tapauksessa SARS-CoV-2:n geneettistä materiaalia, jota käytetään sormenjälkenä viruksen esiintymisen osoittamiseksi potilaiden nenästä, korvista tai syljestä kerätyissä näytteissä. Jos näytteeseen on kätketty viruksia jopa pieniä määriä, se pystyy havaitsemaan sen copy-paste-syklin vuoksi. Siksi RT-PCR-testi on niin luotettava.

Testi on menetelmä, jossa on periaatteessa kaksi vaihetta lämpötilajakson sisällä, jolloin geneettisen materiaalin, joko DNA:n tai RNA:n, kopiointi- ja liittämisprosessi suoritetaan.

Testi edellyttää termosyklerikone jolla on tarkka lämpötilan ja ajan säätö. Viruksen geneettinen materiaali lisääntyy useiden lämpötilasyklien aikana. Seuraavassa on esimerkki lämpötilakierrosta.

Menetelmään tarvitaan kaksi pääentsyymiä, käänteinen transkriptaasi (siksi "RT" otsikossa) ja DNA-polymeraasi. Kummallakin niistä on oma toimintavaiheensa ja tehtävänsä. Yllä olevassa kuvassa syklin keltainen vaihe on se, jolloin RT toimii, ja punainen vaihe on se, jolloin DNA-polymeraasi tekee tehtävänsä.

Ensimmäinen entsyymi tekee RNA-viruksesta komplementaarisen DNA-juosteen, jolloin toinen entsyymi voi suorittaa kopiointityön uudesta, juuri tehdystä DNA-juosteesta, mikä lisää geneettisen materiaalin määrää. Tämä monistaminen mahdollistaa geneettisen materiaalin karakterisoinnin ja/tai manipuloinnin, kun se ei olisi mahdollista pienemmällä määrällä.

Jotta kaikki tämä prosessi voisi tapahtua, entsyymit tarvitsevat apua pieneltä (tai suurelta) molekyyliltä nimeltä PRIMER. Alukkeen tehtävänä on osoittaa paikka, jossa entsyymin pitäisi aloittaa säikeiden pidentäminen, sillä ilman sitä DNA-polymeraasin kopiointiprosessi ei käynnisty.

Pohjustusaine voidaan valita satunnaisesti tai tietyn muotoisena. Tällaisissa tapauksissa on erittäin tärkeää tuntea viruksen geneettinen kartta, jotta voidaan käyttää erityisiä alukkeita tulosten tehokkuuden ja luotettavuuden lisäämiseksi.

Jos olet utelias kuten mekin ja haluat tietää lisää yksityiskohtia RT-PCR:stä, voit tarkistaa lisätietoja  tämä tieteellinen artikkeli täällä  mutta pohjimmiltaan tässä on kaikki, mitä testin tekemiseen tarvitaan:

Viruksen geneettinen materiaali, RNA

Käänteinen transkriptaasi ja DNA-polymeraasientsyymit

PRIMERS

Nukleosiditrifosfaatit

Ja fluoresoivat raportointivärit: 

Jotta saataisiin selville COVID-19-viruksen saastuttaman tai saastuttamattoman näytteen tulokset, käytetään fluoresoivia väriaineita yhdessä RT-PCR-testin kanssa. Määritys perustuu näytteen fluoresoivan signaalin esiintymiseen tai puuttumiseen. Jos signaalia ei esiinny, testi voidaan todeta negatiiviseksi tai väärän negatiiviseksi. Voimakkaan signaalin esiintyessä voidaan todeta, että virus on positiivinen ja että kyseessä on myös pitkälle edennyt tauti.

Sekoita kaikki ainekset keskenään ja laita se lämpökiertokoneeseen. 

Testin ensimmäinen vaihe on esitetty seuraavassa infograafissa. RT-entsyymi tekee ensimmäisen kopion näytteessä olevan viruksen geneettisestä materiaalista. Seuraavaksi näet RT-PCR-menetelmän toisen vaiheen. Aloitin osoittaa aloituspaikan ja DNA-polymeraasi alkaa entsymaattisen reaktion avulla pidentää DNA-juosteita.

Koronaviruksen RT-PCR-testi

Lopuksi, tämä kuva on elektronimikroskooppikuva SARS-CoV-2 -viruksesta, ja siinä on mahdollista nähdä täydellisesti viruksen rakenne. Eikö olekin kaunista?  

Testi on monimutkainen, eikä se ole niin yksinkertainen kuin miltä se näyttää, mutta veikkaan, että infografiikan avulla oli paljon helpompi ymmärtää kokonaiskuva siitä, miten se toimii, eikö niin?

Voit tehdä sen minkä tahansa tieteellisen tiedon kanssa käyttämällä seuraavia välineitä.  Mind the Graph. Alustan tarkoituksena on antaa sinulle itsenäisyyttä, jotta voit paremmin välittää tieteellistä tietoa. Lue lisää alustan käytöstä, ja jos tarvitset apua, ota meihin yhteyttä.!

Viite

AI, T. et al. Rintakehän TT- ja RT-PCR-testauksen korrelaatio vuoden 2019 koronavirustautia (COVID-19) varten Kiinassa: A Report of 1014 Cases. Radiology, v. 296, n. 2, s. E32-E40, 26 fev. 2020.

GIBELLINI, D. et al. Ihmisen immuunikatoviruksen tyypin 1 (HIV-1) viruskuorman kvantitatiivinen toteaminen SYBR green reaaliaikaisella RT-PCR-tekniikalla HIV-1-seropositiivisilla potilailla. Journal of Virological Methods, v. 115, n. 2, s. 183-189, 1 fev. 2004.

JAMES, D. Yksinkertainen ja luotettava protokolla omenan kantojen uritusviruksen havaitsemiseksi RT-PCR:llä ja moninkertaisella PCR-määrityksellä. Journal of Virological Methods, v. 83, n. 1, s. 1-9, 1 dez. 1999.

LI, Y. ym. SARS-CoV-2:n RT-PCR-testien stabiilisuusongelmat sairaalahoidossa olevilla potilailla, joilla on kliinisesti diagnosoitu COVID-19. Journal of Medical Virology, v. 92, n. 7, s. 903-908, 2020.

LIAO, C.-S. et al. Miniatyyri-RT-PCR-järjestelmä RNA-pohjaisten virusten diagnosoimiseksi. Nucleic Acids Research, v. 33, n. 18, s. e156-e156, 1 out. 2005.

MOHAN, A. et al. PCR:llä ja RT-PCR:llä havaittujen virusinfektioiden esiintyvyys potilailla, joilla on keuhkoahtaumataudin akuutti pahenemisvaihe: järjestelmällinen katsaus. Respirology, v. 15, n. 3, s. 536-542, 2010.

NOLAN, T.; HANDS, R. E.; BUSTIN, S. A. mRNA:n kvantitatiivinen määrittäminen reaaliaikaisella RT-PCR:llä. Nature Protocols, v. 1, n. 3, s. 1559-1582, sitten. 2006.

Uusi koronavirus SARS-CoV-2 | Tämä siirtoelektroni... | Flickr. Disponível em: . Acesso em: 23 jul. 2020.

Aiheeseen liittyvät artikkelit
logo-tilaus

Tilaa uutiskirjeemme

Eksklusiivista korkealaatuista sisältöä tehokkaasta visuaalisesta
tiedeviestintä.

- Eksklusiivinen opas
- Suunnitteluvinkkejä
- Tieteelliset uutiset ja suuntaukset
- Oppaat ja mallit