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새로운 재택 COVID 테스트는 단 1시간 만에 특정 변이체를 감지할 수 있습니다

매사추세츠 공과대학(MIT), 하버드 대학, 보스턴 지역 병원의 과학자들이 개발한 가정용 코로나바이러스 테스트는 사용자가 COVID에 감염되었는지 여부와 어떤 유형에 감염되었는지를 한 시간 이내에 사용자에게 알릴 수 있습니다.

현재 이용 가능한 대부분의 재택 검사는 신속한 항원 검사이며, 이는 정식 의료 검진 센터에서 이용할 수 있는 PCR 검사만큼 신뢰할 수 없습니다. 특정 유형의 새로운 코로나바이러스에 대한 테스트는 유전자 검사에 대한 전 세계적인 접근의 부족으로 인해 전 세계의 새로운 변이체를 추적하고 대응하는 데 지연이 발생하기 때문에 접근성이 떨어집니다.

새로운 변이가 돌연변이를 일으키고 더 많아질 수 있기 때문에 전염성이 증가하는 것으로 밝혀지면서 미량 변이는 코로나바이러스 대유행과의 싸움에서 필수품이 되었습니다. 백신 내성, 최근 이스라엘 연구에 따르면 화이자의 코로나바이러스 백신은 바이러스의 증상 사례에 대해 40%만 효과적이었습니다.

MIT 뉴스 데스크에 따르면 이 새로운 장치 연구의 주저자이자 하버드 대학교 Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering의 박사후 연구원인 헬레나 드 푸이그(Helena de Puig)는 말했습니다.

최소한의 도구를 갖춘 새로운 SHERLOCK(miSHERLOCK) 장치는 타액 샘플을 사용하여 바이러스 및 특정 변종을 테스트하고 3D 프린터로 조립할 수 있고 일반적으로 사용할 수 있는 사용하기 쉽고 저렴한 테스트를 제공하여 이러한 문제를 해결하는 것을 목표로 합니다. 구성 요소를 약 $15에 구입할 수 있습니다(기계가 대량 생산되는 경우 가격이 $2 또는 $3로 떨어질 수 있음).

과학자들은 타액이 코로나 바이러스 테스트에 일반적으로 사용되지는 않지만 많은 연구에서 코와 입 면봉만큼 신뢰할 수 있음을 보여주었다고 강조했습니다. 이스라엘 검색 지난 달에 발표된 에 따르면 타액 검사는 면봉과 유사하게 수행되었습니다. 또한 SARS-CoV-19는 감염 후 더 많은 일 동안 타액에서 검출될 수 있는 것으로 밝혀졌습니다.

miSHERLOCK은 연구 논문의 저자이자 Harvard에서 영감을 받은 Wyss Institute for Bioengineering의 수석 교수진인 Jim Collins가 개발한 SHERLOCK(High Sensitivity Enzyme Reporter Opening)이라는 CRISPR 기반 기술을 사용합니다.

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Sherlock의 기술은 CRISPR “분자 가위”를 사용하여 특정 부위의 RNA 또는 DNA를 잘라 타액 샘플에서 바이러스 RNA를 찾습니다. 이 기술은 또한 단일 가닥 DNA 프로브를 절단하여 형광 신호를 생성합니다.

MIT News Office에 따르면 팀은 RNA와 같은 핵산을 파괴하는 타액 뉴클레아제라는 효소를 비활성화하는 전처리 단계를 포함해야 했습니다. 시료가 장치에 들어간 후 장치는 열과 두 가지 화학 시약을 사용하여 뉴클레아제를 비활성화합니다. 그런 다음 바이러스 RNA는 표면에 RNA를 가두는 막을 통해 타액을 통과시켜 추출되고 농축됩니다.

배터리 구동식 테스트 장치는 가열된 샘플 준비 챔버와 가열되지 않은 반응 챔버의 두 챔버로 구성됩니다.

테스트 장치를 사용하는 것은 쉬운 3단계 프로세스입니다. 먼저 사용자는 샘플 준비 챔버에 침을 뱉고 불을 켜고 타액이 필터를 통과할 때까지 3~6분 동안 기다립니다. 그런 다음 사용자는 필터를 제거하고 반응 챔버로 가져가 필터를 챔버에 넣는 피스톤을 누르고 물 탱크를 천공하여 셜록 반응을 활성화합니다.

1시간 이내에 사용자는 반응실의 창을 통해 형광 신호를 볼 수 있는지 확인한 다음 함께 제공되는 스마트폰 앱을 사용하여 픽셀을 분석하여 명확한 양성 또는 음성 진단을 제공할 수 있는지 확인합니다.

Wyss Institute의 임상 펠로우이자 Massachusetts General Hospital의 위장병학 교육자인 Xiao Tan은 MIT News Desk에 “우리의 목표는 완전히 독립적이며 다른 장비가 필요하지 않은 진단을 만드는 것이었습니다. “기본적으로 환자가 이 장치에 침을 뱉고 플런저를 누르면 1시간 후에 답이 나옵니다.”

이 장치는 모듈식이며 각각 다른 표적 RNA 서열을 검색하는 최대 4개의 모듈을 수용할 수 있습니다. 원래 모듈에는 신종 코로나바이러스의 모든 변종을 감지하는 RNA 가이드 가닥이 포함되어 있는 반면, 다른 모듈에는 특정 변이체를 검색하기 위한 가이드 가닥이 포함될 수 있습니다.

공동 저자인 MIT Media Lab과 Collins Lab의 연구 조교인 Devora Najjar는 새로운 변종에 대한 모듈이 약 2주 안에 생성될 수 있으며, 이는 새로운 변종에 대한 테스트를 신속하게 개발할 수 있게 할 것이라고 설명했습니다.

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Wyss Institute에 따르면 이 장치는 27명의 COVID-19 환자와 21명의 건강한 환자의 타액 샘플에서 테스트되었으며 96%의 시간 동안 양성 코로나바이러스 환자와 95%의 시간에서 음성 환자를 식별했습니다.

이 장치는 또한 SARS-CoV-19의 알파, 베타 및 감마 변종을 식별하기 위한 성능 테스트를 받았으며(연구 시작 시 델타 변이는 널리 사용되지 않았습니다) 이 장치는 변이를 효과적으로 식별할 수 있었습니다.

“miSHERLOCK 프로젝트가 시작되었을 때 SARS-CoV-2에 대한 변종 감시가 거의 없었습니다. 우리는 COVID-19가 지역 및 글로벌 커뮤니티에 미치는 장기적인 영향을 평가할 때 변종 추적이 매우 중요하다는 것을 알고 있었기 때문에 우리는 스스로를 밀어붙였습니다. Collins는 Wyss Institute의 보도 자료에서 팀이 “상업적으로 사용할 수 있도록 산업 파트너와 협력하게 된 것을 기쁘게 생각합니다.”라고 강조하면서 분산되고 유연하며 사용하기 쉬운 진단 플랫폼을 만들었습니다.

Beom Soojin

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