據世界衛生組織估計，致病菌是引發(fā)食源性疾病的主要因素，占比高達70%。而食源性致病菌易通過(guò)食品生產(chǎn)、加工、運輸、銷(xiāo)售等環(huán)節對以肉、蛋、奶及其制品為代表的動(dòng)物性食品造成污染。因此，食源性致病菌的早期篩查和超靈敏檢測是保障食品安全的關(guān)鍵環(huán)節?；谛滦虯rgonaute(Ago)酶實(shí)現對食源性致病菌的“火眼金睛”識別，豐富了超靈敏檢測細菌的工具箱。
傳統的食源性致病菌的檢測方法
前食源性致病菌的檢測方法主要包括傳統培養法、核酸擴增方法如聚合酶鏈式反應(PCR)、重組酶聚合酶擴增 (RPA)、環(huán)介導等溫擴增(LAMP)、免疫學(xué)方法等。然而，這些方法受限于流程復雜、耗時(shí)長(cháng)、依賴(lài)大型儀器、缺乏終點(diǎn)檢測、攜帶污染、非特異性擴增等。
新型Ago酶的出現
Ago酶作為一種程序性、靶激活的核酸酶，是一種高度保守的蛋白，在真核生物和原核生物中都具有防御和調節功能。Ago酶可以使用互補的單鏈“向導RNA(gDNA)”或基于Watson-Crick堿基配對的“gDNA”來(lái)切割侵襲性RNA或DNA。真核Ago酶 (eAgos)主要參與RNA干擾，而原核Ago酶 (pAgos)主要通過(guò)DNA干擾參與宿主防御。pAgo的識別和切割是由DNA或RNA引導的，但不限于目標中的PAM序列。
基于A(yíng)go酶的“火眼金睛”如何精準識別食源性致病菌？
首先研究人員利用標簽特異性引物實(shí)現對傷寒沙門(mén)氏菌和金黃色葡萄球菌的特異性基因的擴增，擴增得到的產(chǎn)物會(huì )作為阿爾戈瑙熱球菌Ago（Pyrococcus furiosus Argonaute, PfAgo酶的gDNA，從而可以促進(jìn)PfAgo酶識別并切割兩端分別連接有熒光信號和熒光猝滅劑的基因，使得熒光信號迅速增強，從而可以通過(guò)“火眼金睛”快速識別熒光信號，實(shí)現對食源性致病菌的定量監測。
基于A(yíng)go酶的“火眼金睛”的食源性致病菌精準識別的優(yōu)勢
如圖一所示，基于A(yíng)go酶的“火眼金睛”的食源性致病菌精準識別是通過(guò)結合tag特異性引物，核酸外切酶(Exo I)和PfAgo，在沒(méi)有引入多個(gè)gDNA的情況下進(jìn)行的一步切割。此外，Tag序列和報告基因具有通用性和無(wú)重構性。其他食源性致病菌的檢測只需設計相應的引物即可。方案1B和1C顯示了以往基于ago的檢測和基于pcr的檢測的一般原理，則沒(méi)有該方法的優(yōu)勢。
Figure 1. Schematic diagram of the proposed NOTE-Ago assay based on PfAgo system (A), previous Ago-based detection (B) and PCR-based detection (C).
關(guān)鍵發(fā)現
● 基于A(yíng)go酶的“火眼金睛”的食源性致病菌精準識別將tag特異性引物和PfAgo相結合，實(shí)現對傷寒沙門(mén)氏菌和金黃色葡萄球菌等食源性致病菌的超敏感檢測
● 基于A(yíng)go酶的“火眼金睛”的食源性致病菌精準識別具有在多重病原菌中區分檢測靶點(diǎn)的能力。
研究前景：
這項研究擴展了基于A(yíng)go酶的檢測工具箱，提出了一種新型的、無(wú)需重建的食源性致病菌檢測平臺，具有簡(jiǎn)單、靈敏、準確的特點(diǎn)，并具有多重檢測的潛力。參考來(lái)源：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.131485
來(lái)源：微生物安全與健康網(wǎng)，作者~高翔。
