基于新型Ago酶的“火眼金睛”精准识别食源性致病菌
发布时间：2024-10-17 浏览次数：271 分享：
据世界卫生组织估计，致病菌是引发食源性疾病的主要因素，占比高达70%。而食源性致病菌易通过食品生产、加工、运输、销售等环节对以肉、蛋、奶及其制品为代表的动物性食品造成污染。因此，食源性致病菌的早期筛查和超灵敏检测是保障食品安全的关键环节。基于新型Argonaute(Ago)酶实现对食源性致病菌的“火眼金睛”识别，丰富了超灵敏检测细菌的工具箱。
传统的食源性致病菌的检测方法
前食源性致病菌的检测方法主要包括传统培养法、核酸扩增方法如聚合酶链式反应(PCR)、重组酶聚合酶扩增 (RPA)、环介导等温扩增(LAMP)、免疫学方法等。然而，这些方法受限于流程复杂、耗时长、依赖大型仪器、缺乏终点检测、携带污染、非特异性扩增等。
新型Ago酶的出现
Ago酶作为一种程序性、靶激活的核酸酶，是一种高度保守的蛋白，在真核生物和原核生物中都具有防御和调节功能。Ago酶可以使用互补的单链“向导RNA(gDNA)”或基于Watson-Crick碱基配对的“gDNA”来切割侵袭性RNA或DNA。真核Ago酶 (eAgos)主要参与RNA干扰，而原核Ago酶 (pAgos)主要通过DNA干扰参与宿主防御。pAgo的识别和切割是由DNA或RNA引导的，但不限于目标中的PAM序列。
基于Ago酶的“火眼金睛”如何精准识别食源性致病菌？
首先研究人员利用标签特异性引物实现对伤寒沙门氏菌和金黄色葡萄球菌的特异性基因的扩增，扩增得到的产物会作为阿尔戈瑙热球菌Ago（Pyrococcus furiosus Argonaute, PfAgo酶的gDNA，从而可以促进PfAgo酶识别并切割两端分别连接有荧光信号和荧光猝灭剂的基因，使得荧光信号迅速增强，从而可以通过“火眼金睛”快速识别荧光信号，实现对食源性致病菌的定量监测。
基于Ago酶的“火眼金睛”的食源性致病菌精准识别的优势
如图一所示，基于Ago酶的“火眼金睛”的食源性致病菌精准识别是通过结合tag特异性引物，核酸外切酶(Exo I)和PfAgo，在没有引入多个gDNA的情况下进行的一步切割。此外，Tag序列和报告基因具有通用性和无重构性。其他食源性致病菌的检测只需设计相应的引物即可。方案1B和1C显示了以往基于ago的检测和基于pcr的检测的一般原理，则没有该方法的优势。
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).
关键发现
● 基于Ago酶的“火眼金睛”的食源性致病菌精准识别将tag特异性引物和PfAgo相结合，实现对伤寒沙门氏菌和金黄色葡萄球菌等食源性致病菌的超敏感检测
● 基于Ago酶的“火眼金睛”的食源性致病菌精准识别具有在多重病原菌中区分检测靶点的能力。
研究前景：
这项研究扩展了基于Ago酶的检测工具箱，提出了一种新型的、无需重建的食源性致病菌检测平台，具有简单、灵敏、准确的特点，并具有多重检测的潜力。参考来源：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.131485
来源：微生物安全与健康网，作者~高翔。
