Maqola almashish: Pomidor oʻsimliklari va oq pashshalarda geminiviruslarni aniq aniqlash uchun AI-kengaytirilgan CRISPR-Cas14a mikrosuyuqlik platformasi-

Apr 09, 2026 Xabar QOLDIRISH

news-869-468
Geminiviruslar tez evolyutsiya va butun dunyo bo'ylab oq chivinli uzatish orqali global pomidor ishlab chiqarishiga jiddiy tahdid soladi. Hozirgi aniqlash usullari, birinchi navbatda, simptomatik o'simliklarga qaratilgan bo'lib, ko'pincha virusli yuklar transmissiv darajaga etganidan keyingina diagnostika natijalarini beradi, bu esa kasalliklarni nazorat qilishni samarasiz qiladi. Erta aralashuv infektsiyalarni simptomlar- boshlanishidan oldin aniqlash yoki hattoki hasharotlar vektorlarida virus borligini ular o'simliklarga virus yuqtirishdan oldin aniqlashga bog'liq. Izotermik kuchaytirish va CRISPR{4}}asosidagi diagnostika sohasidagi so'nggi yutuqlar potentsial yechimlarni taklif qilsa-da, amaliy amalga oshirish o'ziga xos cheklovlarga duch keladi: fermentativ kuchaytirish va CRISPR tizimlari o'rtasidagi nomuvofiqlik, ko'p bosqichli protseduralardan kelib chiqadigan ifloslanish xavfi va aniqlash qurilmalarining maydonga mos kelmasligi. Ushbu muammolarni hal qilish uchun biz CRISPR-Cas14a bilan assimetrik multifermentli izotermik tez kuchaytirish (aMIRA) ni birlashtirgan MaC14a-AI{8}}takomillashtirilgan mikrosuyuqlik platformasini ishlab chiqdik. Bu tizim PAM{12}}mustaqil Cas14a faollashuvi uchun ssDNK yaratish uchun primer stoxiometriyani optimallashtirish orqali asosiy texnik toʻsiqlarni yengib chiqadi, ultrasezuvchan aniqlashga (10 fM) erishadi, shu bilan birga bitta naycha reaktsiyalari orqali oʻzaro ifloslanishni bartaraf etadi. Santrifüj mikrosuyuqlik chipi, portativ optik aniqlash va mashinani oʻrganishga asoslangan signallarni talqin qilish- bilan birgalikda MaC14a 5 daqiqa ichida toʻrtta geminivirusni multiplekslangan aniqlash imkonini beradi va bu oʻsimlik va oq chivin namunalari uchun 100% diagnostika aniqligini namoyish etadi. Uning yutuqlari quyidagilardan iborat: (i) o'simliklarda infektsiyani simptomatik aniqlash va (ii) alohida oq pashshalarda virus tashilishini aniq aniqlash-yuqtirishdan oldingi kuzatuvda muhim texnologik bo'shliqni to'ldirish. Geminivirusni boshqarish uchun yangi vositani taqdim etishdan tashqari, bu tadqiqot ekinlarni himoya qilish uchun "AI-CRISPR-mikrofluidika" paradigmasini o'rnatadi. Diqqatni simptomatik o'simliklardan virusli vektorlarga va asemptomatik infektsiyalarga o'tkazish orqali ushbu texnologiya virusning tarqalishini ularning manbasida buzish uchun transformativ yechim taklif qiladi.
 
news-1000-813
Multipleks geminivirus kuzatuvi uchun MaC14a tizimining o'rnatilgan ish jarayoni.
(A) aMIRA-Cas14a-vositalangan nuklein kislotani aniqlash mexanizmi. Sxematik tasvirlangan aMIRA{4}}ssDNK kuchaytirilishi va Cas14a-ning PAM-dan mustaqil ssDNKni tanib olish va garov ajralish faolligi,{6}}bir naychani aniqlash (haqiqiy{7}}vaqtdagi lyuminestsent PCR asboblari bilan mos) yoki saytda (mikroviy tahlil){{8} maxsus-tsentrifugal aniqlash qurilmalari ishlab chiqilgan). (B) Joylashtirilgan diagnostika- uchun mikrosuyuqlikni aniqlash (MaC14a) ish jarayoni. Vaqt bosqichlari portativ analizator ichidagi har bir jarayonning davomiyligini ko‘rsatadigan strelkalar bilan ko‘rsatilgan. (C) Uzoq qisqa muddatli xotira (LSTM) tarmoqlariga asoslangan-real vaqtni aniqlash algoritmining oqim sxemasi. Optimallashtirilgan algoritm flüoresans signallarini real vaqtda qayta ishlashni osonlashtiradi va natijani 5–10 daqiqa ichida sharhlash imkonini beradi.
 
news-900-677
aMIRA-Cas14a aniqlash tizimi
(A) Sxematik diagrammada aMIRA-Cas14a aniqlash platformasining reaksiya mexanizmi tasvirlangan. (B) aMIRA mahsulotlarida Cas14a ning o'ziga xos bo'linish faolligi gel elektroforez tahlili orqali tasdiqlandi (C) Bir{4}}qadam va ikki-aMIRA-Cas14a aniqlash usullarining qiyosiy tahlili. Eslatma: Ikki-bosqichli reaksiya protokolida jarayon 20-daqiqalik aMIR kuchaytirilishi bilan boshlanadi, keyin esa flüoresansni kuzatish uchun Cas14a aniqlash tizimi qo‘shiladi. Shunday qilib, lyuminestsent signallarni yig'ish 20 daqiqalik vaqt nuqtasida boshlanadi. Optimal oldinga va teskari primer nisbatlarini aniqlash uchun (D) va (E) optimallashtirish tajribalari o'tkazildi. (F-I) aMIRA-Cas14a tizimining o'ziga xosligi o'simlik namunalarida to'rtta aniq virusli nishonlarni (TYLCCNV, TYLCV, TOLCNDV va TbCSV) aniqlash orqali tasdiqlandi. Aralashtirilgan namuna (Mix deb belgilangan) har bir virusli DNK preparatining teng hajmlarini birlashtirish orqali tayyorlangan.

Virusli nuklein kislotalarning iz miqdori uchun signal kuchaytirilishiga erishish va Cas14a uchun etarli substratlarni ta'minlash uchun biz MIRA asosida aMIRA (assimetrik ko'p fermentli izotermik tez kuchaytirish) ishlab chiqdik. Olingan aMIRA-Cas14a tizimi quyidagi asosiy afzalliklarni taqdim etadi:

1. Optimallashtirilgan primer stokiyometriyasi MIRA ga Cas14a uchun to'g'ridan-to'g'ri substrat bo'lib xizmat qiluvchi ssDNKni afzal ko'rish imkonini beradi. Oldinga{3}}orqaga{4}}primer nisbatini 20:1 ga sozlash orqali tizim Cas14a ning PAM-mustaqil ajralish faolligini faollashtirish uchun yetarlicha ssDNK hosil qiladi, u ssDNKni aniq taniydi va parchalaydi.
2. MIRA va CRISPR-Cas14a ning bir qozon integratsiyasi oʻzaro kontaminatsiya xavfini yoʻq qiladi.
3. MIRA aniqlash sezuvchanligini sezilarli darajada oshiradi, bu juda kam miqdordagi virusli nuklein kislotalarni aniqlash imkonini beradi.
4. aMIRA-Cas14a o‘ziga xos bo‘lmagan kuchaytirish natijasida kelib chiqadigan noto‘g‘ri musbatlardan qochib, yuqori o‘ziga xoslikni saqlaydi.

Oxir oqibat, MIRA va CRISPR-Cas14a ning bir qozon integratsiyasi ifloslanish xavfini bartaraf qiladi va MIRAning kuchli tomonlari va CRISPR-Cas14a tizimi o‘rtasida mukammal sinergiyaga erishadi. Bu MaC14a platformasining asosiy texnologik yutug‘ini ifodalovchi izotermik kuchaytirish va CRISPR tizimlari o‘rtasidagi nomuvofiqlik muammosini hal qiladi. aMIRA-Cas14a tizimi sezgirlikni 1000 baravar oshirishga erishadi va shu bilan birga maxsus kuchaytirishni ta'minlaydi. Cas14a ning ketma-ketlikka xos tan olinishi bilan birgalikda, bu maqsadli bo'lmagan viruslar yoki sog'lom namunalarga qarshi o'zaro reaktivliksiz, ikki qatlamli o'ziga xoslikni tekshirishni ta'minlaydi-boshqa sohadagi og'riqli nuqta: noto'g'ri pozitivlarga moyillik.

Ushbu tadqiqotda ishlatiladigan MIRA multifermentli izotermik tez kuchaytiruvchi reagentlar Amp‑Future (Changzhou) Biotech Co., Ltd tomonidan taqdim etilgan. Amp‑future Biotech kompaniyasi reagentning mukammal ishlashidan tashqari, professional va tez javob beradigan texnik yordam guruhini ham taklif etadi.
 

MIRA tadqiqot va diagnostika ilovalari uchun ishlab chiqilgan sentrifuga{0}}asosidagi mikrosuyuqlik chiplari bilan kuchli muvofiqligini namoyish etadi:

1.Mikrosuyuq mikrosxemalar uchun xos bo'lgan mikro-hajmli reaksiya kameralari uchun moslashtirilgan miniatyuralashtirilgan reaksiya tizimi;
2.Bir ishda ko'p tomonlama aniqlash qobiliyati;
3. Portativ qurilmalar bilan moslik, namunadan natijagacha silliq ish oqimlari.

 

news-900-613
Portativ analizator va chip arxitekturasi.
(A) Portativ aniqlash moslamasining asosiy komponentlarini ko'rsatadigan portlash ko'rinishi. (B) Santrifüj mikrosuyuqlik chipining modulli arxitekturasi. (C) Santrifüj yordamida suyuqlikni boshqarish. Dasturlashtiriladigan markazdan qochma kuchlar ostida suyuqlik tashish traektoriyalarini tahlil qilish.
 

Biz . 4A-rasmda koʻrsatilganidek, dalada joylashtirish uchun optimallashtirilgan{2}}parchalanish testi (POCT) qurilmasining integratsiyalangan “namuna{0}}kirish, javob-chiqish” nuqtasini yaratdik. Yilni prototip (23 sm (L) × 21 sm (W) × 14 sm (H), 12,5 kg umumiy massa) ajoyib portativlikka erishadi. Tizimning asosiy qismlariga aylanishni aniq boshqarish uchun yuqori aniqlikdagi servo motor va haroratni tartibga solish uchun havo isitish moslamasi kiradi. Chip ostida joylashgan o'rnatilgan optik aniqlash moduli floresan qo'zg'alish va o'lchashni osonlashtiradi va aniqlashda yuqori sezuvchanlik va aniqlikni ta'minlaydi. Portativ qurilma oʻrnatilgan Android operatsion tizimi bilan jihozlangan boʻlib, foydalanuvchilarga qulay interfeysni taklif etadi-bu yerda operatorlar reaksiya vaqti va harorat kabi batafsil parametrlarni oʻz ichiga olgan oldindan dasturlashtirilgan operatsion fayllarni tanlashi mumkin. Natijalar va xulosalar LCD displeyda real vaqt rejimida-ko‘rsatiladi, bu esa tezkor ma’lumot olish imkonini beradi. Bundan tashqari, tizim sinov natijalarini darhol sharhlash va tahlil qilish uchun sun’iy intellekt algoritmlari bilan integratsiyalashgan, mobil qurilmalar yoki bulut serverlariga real vaqtda ma’lumotlarni uzatishni qo‘llab-quvvatlaydigan simsiz aloqa modulini o‘z ichiga oladi.

 

news-800-847

MaC14a tizimining hasharotlar vektorlarida virus tashilishini aniqlash qobiliyatini baholash uchun biz TYLCV olish tahlillarini o'tkazdik.
Bemisia tabaci populyatsiyalari. Oq pashshalarga TYLCV bilan zararlangan o'simliklarda 3-kunlik oziqlantirishga ruxsat berildi va keyin ularni qayta ishlashga ruxsat berildi.
MaC14a tizimi (D-rasm). Keyingi tahlillar shuni ko'rsatdiki, sinovdan o'tgan 10 ta oq pashshadan 8 tasi (80%) ijobiy virusli signallarni ko'rsatdi (E-rasm). qishloq xo'jaligi sharoitida virus tarqalishini kuzatish va nazorat qilish uchun uning salohiyati.
Keyingi ikki-koʻr-koʻrona tekshirish tajribasida biz Xanchjou, Chjeszyan provinsiyasi, Xitoyning ikkita issiqxona yetishtirish zonasidan va ikkita issiqxonadan yigʻilgan 20 ta pomidor bargi namunalarini (S1–S20) sinovdan oʻtkazdik.Nanning, Guangxi provintsiyasi, Xitoyda etishtirish zonalari. Har bir zonaVirusning tipik belgilarini ko'rsatadigan beshta pomidor bargi namunalarini taqdim etdiinfektsiya (masalan, xloroz, mozaik dog'lar va barglarning kıvrılması) va beshtaoq pashshalar (jami 20 ta). AI{2}}kengaytirilgan MaC14a tizimi qayta yetkazib berildi5-daqiqada olingan natijalarga to'liq mos keladigan natijalar60-daq aMIRA-Cas14a tahlili va qPCR platformasidan,100% kelishuv (Fig. F, S6-S7, S3-jadval). Bundan tashqari, viruso'simlik namunalarida aniqlangan turlar ular bilan juda mos edibir xil etishtirish zonasidan vektor hasharotlarda aniqlangan. Bularnatijalar AI{0}}kengaytirilgan MaC14a ning- muhim salohiyatini ta'kidlaydi.sayt o'simlik virusi diagnostikasi, yuqori tezlikka erishish (nuklein kislotadanatigi 10 daqiqada natijani o'qish uchun ekstraktsiya), yuqori aniqlik (mustahkamqPCR natijalari bilan) va portativlik.

So'rov yuborish

whatsapp

Telefon

Elektron pochta

So'rov