5分以内にウイルスRNAを1分子レベルで検出する技術を開発：医療技術ニュース

理化学研究所は、新型コロナウイルス由来のウイルスRNAを1分子レベルで識別し、5分以内に検出する検出法「SATORI法」を開発した。

[MONOist]

　理化学研究所は2021年4月19日、新型コロナウイルス由来のウイルスRNAを1分子レベルで識別し、5分以内に検出する高速な新型コロナウイルス検出法「CRISPR-based amplification-free digital RNA detection（SATORI）法」を開発したと発表した。東京大学、京都大学との共同研究による成果だ。

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　SATORI法は、マイクロチップ技術と核酸切断酵素CRISPR-Cas13a（Cas13a）に関する技術を融合した手法となる。Cas13aと、標的RNAとCas13aの複合体を検出する蛍光レポーターの混合液をバイオセンサーとし、検体中の標的ウイルスRNAを高い感度と精度、高速で検出する。

　検出原理は次の通りだ。上記混合液にウイルスRNAを混ぜると、特異的にCas13aとウイルスRNAの複合体が形成され、Cas13aが活性化する。蛍光基と消光基がつながった蛍光レポーターは、活性化したCas13aによって切断される。

　切断された蛍光レポーターを、微小試験管を集積したマイクロチップに封入すると、ウイルスRNAが存在する微小試験管の蛍光シグナルだけが1分以内に上昇する。

　蛍光シグナルの有無を二値化し、デジタル信号により蛍光シグナルがある微小試験管の個数を計数する。1つの微小試験管に存在できるウイルスRNAは1つだけなので、蛍光シグナルのある微小試験管の個数から、存在するウイルスRNAの個数が分かる。

「SATORI法」によるウイルスRNAのデジタル検出原理（クリックで拡大） 出典：理化学研究所

　ウイルスRNAの検出感度は5fM（フェムトモーラー）で、ウイルスのRNA量にすると約10³個/μlとなる。この感度は、従来の抗原検査法の10〜100倍、PCR検査の10分の1〜100分の1に相当する。PCR検査と比較すると低いが、新型コロナウイルスの感染診断を実施する上で必要な感度は満たしている。

「SATORI法」によるデジタル検出例。a：「SATORI法」によるマイクロチップの蛍光画像。個々の輝点が1分子のウイルスRNAに相当する。b：ウイルスRNAの濃度と蛍光シグナルが確認された微小試験管の個数の相関関係（クリックで拡大） 出典：理化学研究所

　新型コロナウイルスの感染診断は、主に抗原検査とPCR法が利用されている。簡便にウイルスを検出できる抗原検査は検出感度が低いこと、PCR法は感度に優れるものの、検出の前処理に時間がかかり、増幅による検出エラーが発生するといった課題があった。

従来の新型コロナウイルス感染症の診断法（クリックで拡大） 出典：理化学研究所

　SATORI法は、新型コロナウイルス感染症を含む次世代の感染症診断法への応用が期待される。同時に、ウイルスRNA以外の疾患バイオマーカーの検出などに活用できることから、血液や尿など液性検体を解析して診断するリキッドバイオプシーの基盤技術としても期待できる。

リキッドバイオプシーにおけるSATORI法の将来展望（クリックで拡大） 出典：理化学研究所