Новий біосенсор виявляє генетично модифіковану кукурудзу та сою

Постійно розширюваний інструментарій лабораторії Мохіта Верми в Університеті Пердью тепер включає портативний паперовий біосенсор для ідентифікації генетично модифікованої (ГМ) кукурудзи та сої безпосередньо з листя. Біосенсор ГМ-культур, заснований на методі, який називається петлево-опосередкованою ізотермічною ампліфікацією (LAMP), пропонує швидку та менш дорогу альтернативу молекулярним інструментам, що вже є на ринку. Про це пише Пропозиція з посиланням на agropages.

«Фермери можуть використовувати його, коли їм це потрібно», — сказав Білал Ахмед, науковий співробітник-постдокторант з сільськогосподарської та біологічної інженерії в Університеті Пердью. Ахмед, Верма та четверо співавторів з Університету Пердью та відділу Bayer Crop Science описують свій пристрій у журналі Biosensors and Bioelectronics. Проєкт фінансувала компанія Bayer Crop Science US.

Біосенсорний пристрій дає результати менш ніж за годину після екстракції зразка та виконує тестові реакції за ціною 2,90 долара за штуку. «Інші методи LAMP, доступні з методами виявлення рідини, коштують понад вісім-дев'ять доларів за тест», – зазначив Ахмед. Це не враховує витрат на обладнання, які також нижчі для системи Purdue.

Біосенсор перевіряє генетично модифіковані ознаки, використовуючи лише дрібку екстракту листя діаметром чверть дюйма. Інші методи, що базуються на полімеразній ланцюговій реакції (ПЛР), вимагають дорогого обладнання та максимально очищеної форми екстрагованої ДНК. Ахмед назвав ПЛР «золотим стандартом у молекулярній біології». Але з новим методом LAMP «немає потреби збирати чи очищувати ДНК з тканини листя», сказав він.

LAMP також розроблений для цільового впливу на цільові послідовності ДНК, зокрема, як і ПЛР, що допомагає забезпечити точні та надійні результати. «Спочатку ми оптимізували наш біосенсорний метод LAMP з очищеною ДНК, а потім перейшли до екстракту неочищеного листя», – сказав Ахмед.

Паперова платформа добре працювала з очищеною ДНК. Але вимоги до доступу до лабораторії екстракції ДНК та пов'язані з ними додаткові витрати зробили б таку систему непрактичною для фермерів. Тож команда перейшла на систему неочищеного екстракту.

Неочищений екстракт гомогенізують у рідину, потім розбавляють до однієї частини екстракту та семи частин води. «Ми використовуємо цей неочищений екстракт безпосередньо з нашим біосенсором. Наш біосенсор з екстрактом листя такий же хороший, як очищена ДНК», – зазначив Ахмед.

Інші методи, які називаються пристроями латерального потоку, базуються на експресії білків у рослинах. Але такі пристрої не працюють на гібридах, які не експресують цільові білки.

Дослідники розробили свій біосенсор для виявлення сортів сої Roundup-Ready 1 та 2, а також ознаки Roundup Hybridization System 1 (RHS1) у кукурудзи.

Команда Purdue-Bayer Crop Science прокоментувала подальші потенційні застосування. Нова технологія, як вони написали у своїй статті в журналі, «адаптується до інших ГМ-культур або ознак, пропонуючи практичне рішення для моніторингу ГМО на польовому рівні».