Tutkimusvälineestä rutiinityökaluksi – lisätietoa uuden virustunnistusmenetelmän käytöstä kasvintarkastuksessa

22.10.2018 08:03

Elintarviketurvallisuusvirasto Eviran ja Helsingin yliopiston yhteistutkimuksen tuloksena selvisi, että kasvivirusten tieteellisessä tutkimuksessa suosiota saavuttanut pikku-RNA -sekvensointi sopii herkkyytensä puolesta myös rutiinidiagnostiikkaan. Kasvivirusten tieteellisessä tutkimuksessa pikku-RNA -sekvensointi soveltuu käytettäväksi etenkin silloin, kun halutaan kerralla testata näytteestä kaikki tunnetut ja uudetkin virukset. Laaja-alaisuutensa vuoksi menetelmä sopisi myös kasvintarkastuksen kartoitusnäytteiden tutkimiseen.

"Kasvin viruspuolustuksen seurauksena kasvisoluun kertyy kaikista sitä infektoivista viruksista pilkottuja, niin sanottuja pikku -RNA-molekyylejä. Syväsekvensoinnin avulla näytteestä erotetaan kerralla satoja tuhansia tai miljoonia yksittäisiä pikku-RNA -molekyylejä, joista tietokoneavusteisesti koostetaan pidempiä sekvenssipätkiä. Vertaamalla tuloksia valmiisiin virustietokantoihin saadaan kerralla selville kaikki kyseistä kasvia infektoivat virukset", sanoo erikoistutkija Johanna Santala Evirasta.

Askel kohti rutiinitutkimuksia

Pikku-RNA -sekvensointi ja muut syväsekvensointitekniikat ovat saavuttaneet nopeasti suosiota virustutkijoiden keskuudessa. Niillä saadaan kerralla esille kaikki kasvia infektoivat virukset ja viroidit. Tämä on suuri etu verrattuna perinteisiin tekniikkoihin, kuten PCR-testiin ja ELISA-testiin, jossa yhdellä testillä voidaan todeta vain yhden viruksen tai virusryhmän esiintyminen kasvissa.

"Menetelmän siirto rutiinidiagnostiikan välineeksi vaatii kuitenkin vielä paljon säätämistä. Esimerkiksi bioinformatiikan työkalujen käytettävyyttä on parannettava ja laboratorioanalyysin toistettavuus ja luotettavuus, alkaen näytteenotosta, on varmistettava. Lisäksi on huomioitava analyysin taloudellisuus eli näytekohtaisten kustannusten on pysyttävä maltillisina", sanoo Santala.

Perunan virukset mallikappaleina

Tutkimuksessa verrattiin Evirassa käytössä olevan perunan Y- ja perunan A-virusta tunnistavan reaaliaikaisen PCR-testin ja pikku-RNA -sekvensoinnin herkkyyttä eli pienintä virusmäärää, jonka testi tunnistaa näytteestä.

Vertailu osoitti, että herkkyys oli testeillä sama. Pikku-RNA -sekvensoinnin etuna on lisäksi se, että sekvenssiaineistosta voidaan löytää myös muut kasvia infektoivat virukset kuin nyt tutkitut perunan Y- ja A-virukset.

Tutkimuksessa yhdistettiin noin 30 näytettä yhteen sekvensointiajoon ja saatiin tuloksena noin 15 - 20 miljoonaa pikku-RNA -sekvenssiä eli noin puoli miljoonaa sekvenssiä yhtä näytettä kohti.

Tutkimuksen pitkä tie

"Tutkimuksen tie on ollut pitkä. Ensimmäinen artikkeli pikku-RNA -sekvensoinnin käytöstä kasvivirusten tunnistamiseen julkaistiin vuonna 2009 ja menetelmää alettiin heti soveltaa Helsingin yliopistossa. Nyt julkaistua tutkimusta aloiteltiin vuonna 2014 ja päätökseen se saatiin 2018. Huomionarvoista on, että kukaan ei ole aiemmin julkaissut vastaavaa herkkyysvertailua, vaikka kansainvälisissä kokouksissa menetelmän herkkyydestä on viime vuosina keskusteltu paljonkin. Tutkimuksella on edelleen tilausta", sanoo Santala.

Evira on ollut mukana pikku-RNA -sekvensoinnin kotimaisessa ja kansainvälisessä kehitystyössä vuodesta 2013 lähtien.

Tutkimustulokset on julkaistu asiantuntijavertaisarvioidussa tieteellisessä lehdessä:
Santala, J., Valkonen, J.P.T. Sensitivity of small RNA -based detection of plant viruses. Frontiers in Microbiology 2018: Vol.9, article 939.

Tutkimuksen tekivät Eviran kasvinanalytiikan erikoistutkija Johanna Santala ja Helsingin yliopiston kasvipatologian professori Jari Valkonen.

Lisätietoja:
erikoistutkija Johanna Santala, p. 050 410 0235

 

Aihealueet: