新型コロナウイルスを世界最速の5分以内で検出する技術を開発した、と理化学研究所（理研）と東京大学、京都大学の研究グループが19日発表した。従来の抗原検査の「迅速・簡便さ」とPCR検査の「感度の高さ」を両立させた新しい診断法で、短時間で大量の検体を診断することが可能。企業と連携して2年程度での実用化を目指すという。
新型コロナウイルス感染症の診断は現在、ウイルスの抗原を検出する抗原検査とウイルス RNAを増幅して検出するPCR検査を実施しており、それぞれスクリーニングと確定診断などに使い分けている。
抗原検査は30分程度で簡便にウイルスを検出できるためスクリーニングに適しているが、検出感度は高くなく検出エラーも多いことが課題。PCR 検査は検出の前処理過程に最短でも1 時間程度かかり、検出エラーも発生することから大量の検体を短時間、高精度で診断することは難しい。
-
従来の新型コロナウイルス感染症の診断法の概念図（理研・東大・京大の研究グループ提供）
このため研究グループの理研開拓研究本部の渡邉力也主任研究員と東京大学先端科学技術研究センターの西増弘志教授、京都大学ウイルス・再生医科学研究所の野田岳志教授らは、世界最先端の「マイクロチップ技術」と核酸検出技術「CRISPR-Cas13a」を融合させる発想により、世界最速の新型コロナウイルスの検出法「SATORI法」の開発を実現した。
研究グループによると、この検出法では、核酸切断酵素「Cas13a」と、切断されると光を放つ蛍光性の機能分子「蛍光レポーター」との混合液に検体を混ぜる。検体に新型コロナウイルスRNAがあるとウイルスRNAとCas13aの複合体が形成される。この複合体は蛍光レポーターを切断する働きがあり、発光してウイルスの存在を知らせる。SATORI法はこの原理を使って感染の有無を診断する仕組みだ。5分以内という世界最速の短時間で判定できる。
-
SATORI法による新型コロナウイルス検出原理（理研・東大・京大の研究グループ提供）
SATORI法はマイクロチップ技術を使ったのが特長。マイクロチップ上に微小な試験管が1センチメートル四方に約100万個も並んでいる。ウイルスRNAがあるとそれぞれの微小試験管の中で発光するため、ウイルス1分子レベルでも判定可能で、発光数を数えることでウイルス量を調べることもできる。
検出感度は1マイクロリットルあたりウイルスRNA約1000個。研究グループによると、PCR検査には劣るものの感染者の検体からウイルス RNA量を検出する感度を満たしている。コストもPCRの5ドル程度よりは高いが、9ドル程度と比較的安価で検査できるという。
-
新型コロナウイルスがあるとマイクロチップ上の微小な試験管の中で発光する（理研・東大・京大の研究グループ提供）
SATORI法は他の感染症の診断のほか、がんなどの疾患バイオマーカーにも活用できると期待されている。一連の研究は、科学技術振興機構（JST）戦略的創造研究推進事業（CREST）や日本医療研究開発機構（AMED）などの研究支援を受けて行われた。研究成果は19日付の科学誌「コミュニケーションズ・バイオロジー」電子版に掲載された。
|
関連記事 |
東北大、白亜紀最大級の「海洋無酸素事変」の詳細な発生年代の決定に成功
