Variantes de CRISPR-Cas desplegables en campo para la detección rápida in situ de patógenos de plantas

Área de la Ciencia:

• Ciencias Agrícolas
• Biología Molecular
• Biotecnología

Sus antecedentes:

• El manejo eficaz de las enfermedades de las plantas depende de diagnósticos rápidos y desplegables en campo.
• Los sistemas CRISPR-Cas ofrecen una detección de patógenos sensible y programable, pero carecen de flujos de trabajo estandarizados para uso en campo.
• Los métodos existentes suelen consumir mucho tiempo y no son adecuados para aplicaciones in situ.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y presentar protocolos de diagnóstico CRISPR-Cas implementables para la detección rápida in situ de patógenos de plantas importantes.
• Proporcionar flujos de trabajo estandarizados para la aplicación en campo de diagnósticos CRISPR-Cas.
• Abordar los desafíos prácticos que dificultan el despliegue en campo de la detección de patógenos de plantas basada en CRISPR.

Principales métodos:

• Se desarrollaron tres ensayos CRISPR-Cas listos para campo: flujo lateral RPA-Cas12a para patógenos de ADN, RT-RPA Cas13a para virus de ARN y biosensor electroquímico Cas12a sin amplificación.
• Se incluyeron protocolos detallados que cubren la preparación de muestras, la formulación de reactivos, la incubación y la resolución de problemas.
• Se utilizaron Cas12a, Cas13a y variantes Cas en miniatura para la detección de patógenos.

Principales resultados:

• Se lograron límites de detección de 1-100 copias µL⁻¹ en 20-45 minutos en todas las plataformas.
• Se demostró una sensibilidad analítica comparable a la PCR pero con tiempos de ensayo significativamente reducidos.
• Se abordaron con éxito las limitaciones prácticas, como los inhibidores de muestras, la estabilidad de los reactivos y la bioseguridad para la implementación en campo.

Conclusiones:

• Los flujos de trabajo estandarizados de CRISPR-Cas proporcionan herramientas reproducibles y desplegables en campo para la vigilancia de la salud de las plantas.
• Estos ensayos permiten la detección rápida de enfermedades, mejorando el manejo de enfermedades de las plantas in situ.
• Los avances en diagnósticos CRISPR se traducen en soluciones prácticas para aplicaciones agrícolas.