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Articles by Erica D. Dawson in JoVE
JoVE Immunology and Infection
インフルエンザのためのDNAマイクロアレイ上ampliPHOX比色検出
InDevR, Inc.
ampliPHOX比色検出技術は、マイクロアレイの蛍光検出に安価な代替手段として提示されます。光重合に基づいて、ampliPHOXはわずか数分で肉眼で見える固体高分子スポットを生成します。結果はシンプルかつ強力なソフトウェアパッケージと一緒にして撮像し、自動的に解釈されます。
Other articles by Erica D. Dawson on PubMed
分析的に関連性の高い溶媒系の重水素核磁気共鳴スピン - 格子緩和
我々は以前、この一般的なクロマトグラフィーの移動相系内の温度（ETA / T）に拡大·縮小時CH3CN-H2O混合物中のCH3CNの核磁気共鳴（NMR）14Nスピン - 格子緩和時間（T1）が直接溶液粘度と相関することを報告した。 'ここでは、2HT1緩和時間が、以前の報告に反して、粘度と相関することを示している。 （2）これは、CH3CN-H2O混合物の溶液粘度の変化を測定する有用な手段として、2HT1緩和時間を確立します。我々はnonspinningサンプルでは、約40％と同じくらいで、肉眼的に減少し、見かけ上のT1になるために熱対流を示しています。この効果は、RF照射領域内のサンプルへの適度な試料回転または閉じ込めによって除去することができます。熱対流の問題は長い間、TIのを有するシステムで明らかに、このような高圧の研究で使用されているものと本質的にnonspinningシステムを含め、高温、でnonspinningサンプルを用いてT1実験の意味を持っています。
NMR四重極緩和によるアセトニトリル - 水混合物および逆相クロマトグラフィー媒体でプローブ交通Microheterogeneous溶媒構造
CH（3）CNとH（2）Oの混合物が主な溶剤逆相液体クロマトグラフィー（RPLC）分離で使用されているシステムだけでなく、他の多数のアプリケーションである。さらに、アセトニトリルは、有機と極性官能基を有する両親媒性分子のための最も単純なモデルである。多くの研究は、この溶媒系に焦点を当てているが、分子間相互作用の一般的な性質は完全には分かっていないと、存在する提案された微小不均一性の微視的な説明はまだはっきりと確立されていないされています。本研究では、スピン - 格子緩和時間（T（1））（14）N-CH（3）CN-Hのreorientational相関時間（τ（C））を決定する（2）O溶媒混合物上の測定全体のバイナリ組成範囲と25.0からすべての組成℃で80.0度までの温度で、顕微鏡観察、タウ（c）は、温度（η/ T）に拡大·縮小時巨視的溶液粘度に直接比例することが判明している。これは、一定の組成のため、このシステムのダイナミクスが十分に微細なレベルでの流体力学理論によって説明されていることを示します。これらの結果は、適切な条件下で、四重極緩和時間の変化の測定は、溶液粘度の変化を決定するための信頼できる手段であることを示唆している。我々はこのような界面領域で種を有するものとして、従来の粘度測定、に従わないシステムでは、このアプローチの重要性を強調する。このアプローチは、（2）市販のCとの接触O混合物（18） - 結合した固定相をCH（3）CN-Hの界面溶液粘度の変化を調べるために使用されます。測定は、CH（3）CNが海流固定相表面に妨げられることを示しています。 CHに影響を与えた面（3）CNは温度の関数としての界面の粘度に大きな変化を示す、（3）CNバルクCHよりも温度のタウ（c）の大きな依存性を持っています。さらに、バルク緩和データは、CH（3）CN-H（2）Oの混合物の構造の提案地域の既存のモデルに直接的な相関関係を示しています。微視的な流体力学的アプローチを用いて、我々は、非常に予期せず表示され、粘度の相関プロットで実験的に決定し、各パラメータを同時に変更し、我々は、これらがこのmicroheterogeneous液体システムのための樹種の分布の変化を示すものであることを提案する。微小不均一性の発症の異なる領域は、以前は次の微視的力学モデルとライマースとホールの最近提案したモデルの枠組みの中で、提案されているが（1）本データは上の連続的に変化microheterogeneous溶剤構造の存在を支持温度および組成物の全範囲を検討した。
アルデヒドガラス基板上にオリゴマイクロアレイのスポッティングの最適化
キャプチャ用の短いオリゴ（<100 ntを）を利用し、低密度マイクロアレイは、診断アプリケーションで使用するための非常に魅力的ですが、まだこれらの実験は、厳格な品質管理と細心の再現性を必要とします。しかし、現在の文献の調査では、スポッティングおよび処理手続きの広大な矛盾を示しています。本研究では、スポッティングおよび処理プロトコルは、アルデヒド官能化ガラス基板に最適化された。メリットの数値は、スポットの品質と再現性の定量的な比較のために開発されました。実験変数は、スポッティングバッファーに含まれるオリゴ濃度を検討し、スポッティングバッファーの組成は、 "硬化"条件をpostspotting、および洗浄条件をpostspotting。 （ - [（3 - cholamidopropyl）dimethylammonia] -1 - プロパンスルホン酸3）バッファ、postspotting 24時間を見つけるの最適化条件は、ドデシルsulfate/0.001％は3倍の標準食塩citrate/0.05％ナトリウム3-4マイクロモルオリゴの使用が含まれ相対湿度100％で反応し、4段階の洗浄手順。アルデヒド官能ガラス基板の6種類の評価は、CELアソシエイツ株式会社製のものが最高のオリゴカバレッジを得ることが示された。
ConFind：保存配列の同定のための堅牢なツール
概要：ConFind（保存領域ファインダー）は診断のターゲットとして使用でき、複数の配列アライメントの保全の領域を識別します。密接に関連して、非常に可変配列の多数で動作するように設計、ConFindは、部分的なシーケンスとあいまいな文字を含むアライメントの堅固なハンドリングを提供します。保存された領域は、最小領域の長さ、位置ごとに最大情報エントロピー（変動性）、最大エントロピー基準とするため考慮すべき位置に、非あいまいな文字が含まれている必要がありますシーケンスの最小番号に許可される例外の数の点で定義されています。保存領域に含める。 BioEditで "検索の保存領域 'オプション95インフルエンザConFind相対的に平均誤差で98％削減のランダム削除が結果とヘマグルチニン配列のアラインメントのために計算されたエントロピーの比較。要件：ConFind Pythonのバージョン2.3を必要としますが、Python 2.4以降オプティック1.5〜optparseモジュールのアップグレードが推奨されます。プログラムは、LinuxとDOSで実行することが知られています。
インフルエンザウイルスのFluChip診断マイクロアレイを開発するために使用される堅牢なシーケンスの選択方法
DNAマイクロアレイは遺伝子発現解析のための強力なツールであることが判明していると、ウイルスの同定と亜型については、例えば、診断アプリケーションにとってますます魅力的になっています。マイクロアレイで使用するための適切な配列の選択は、特に、インフルエンザウイルス、ヒト免疫不全ウイルス、C型肝炎ウイルスなどの非常に可変の生物のために、課題となっています。この作業の目的は、インフルエンザウイルスゲノムの保全の領域を識別するためにマイニング、大規模データベースの効率的な方法を開発することでした。保全のこれらの領域から別のウイルスのタイプおよびサブタイプを区別することができるキャプチャとラベルシーケンスが選ばれました。メソッドの顕著な特徴は、データ削減とインフルエンザウイルスの広いスペクトルを同定することができるキャプチャとラベルの配列の比較的少数の選択のための系統樹を使用していた。選択された配列の詳細な実験的な評価は、コンパニオンの用紙に記載されています。ソフトウェアは、http://www.colorado.edu/chemistry/RGHP/software/でGeneral Public Licenseの下で自由に利用可能です。
インフルエンザウイルスサーベイランスのためのFluChip診断マイクロアレイの実験的評価
インフルエンザのグローバルサーベイランスは、疾病管理の改善のために重要であり、早期発見、迅速な介入と、インフルエンザパンデミックの影響の可能性低減のために特に重要です。強化サーベイランスは、インフルエンザウイルス株の詳細な分析を提供することができ、迅速な、堅牢かつ安価な分析技術を必要とします。インフルエンザウイルス性の高い多重化 "シグネチャ"を搭載した低密度オリゴヌクレオチドマイクロアレイは、所望の特性の多くを提供します。しかし、インフルエンザウイルスの高い変異性は、設計上の課題を表しています。ユーティリティのようにインフルエンザウイルスのマイクロアレイためには、ウイルス株との系統の広い範囲の情報を提供する必要があります。インフルエンザウイルスの亜型H1N1、H3N2、H5N1型の比較的迅速な同定のためのインフルエンザマイクロアレイ、FluChip-55マイクロアレイの設計と特性は、ここで説明されています。本研究では、シーケンスの小さなセットを慎重にインフルエンザとB型ウイルスは、現在ヒトの集団内を循環するだけでなく、東南アジアでは家禽で風土病となっている鳥インフルエンザA/H5N1ウイルスとがあるために広範な範囲を示すために選ばれました最近ヨーロッパに広がった。ウイルスRNAの抽出と増幅を含む完全なアッセイは、開発およびテストされました。 72インフルエンザウイルス分離、インフルエンザの広い範囲からのRNAおよびBウイルスの盲検試験では、増幅されたダイズ、フルオロフォアで標識し、撮像された。全体の分析時間が12時間未満であった。 2アッセイのための結合の結果は、分離株の72％の平均のためにのみ分離株の10％を正しい型と分離株の13％を部分的に正しいサブタイプ情報は、正しいタイプ、falseを絶対に正しいタイプとサブタイプを提供陰性の分離株の1％の分離株の4％、偽陽性シグナルのシグナル。不完全なサブタイプが認められた例が圧倒的多数では、障害は、マイクロアレイの核酸増幅工程ではなく、制限によるものであった。
MChip：インフルエンザサーベイランスのためのツール
インフルエンザサブタイプの低密度マイクロアレイの設計と特性評価が提示されています。マイクロアレイは、人工ニューラルネットワークは、マイクロアレイ画像の解釈を自動化するために利用されたインフルエンザAの唯一のマトリックス遺伝子のセグメントをターゲットに設計された15の個別のオリゴヌクレオチドから成っていた。ニューラルネットワークは68既知のインフルエンザウイルスの蛍光画像パターンを認識するように訓練し、その後39ヒト患者のサンプルと14のネガティブコントロールのサンプルが含まれて盲検試験で53の未知数を識別するために使用されていました。アッセイは95％、92％の臨床的特異性の臨床的感度を示した。
単一の遺伝子診断マイクロアレイを用いたA/H5N1インフルエンザウイルスの同定
前の仕事、唯一のインフルエンザのマトリックス遺伝子のセグメントを対象に簡単な診断DNAマイクロアレイで（MChip）を開発し、患者のサンプルで評価した。本研究では、新興ウイルスの検出およびサブタイピングのためにMChipの分析ユーティリティは、A/H5N1インフルエンザウイルスの多様なセットを評価した。ネコ、ヒトの代表、ベトナム、ナイジェリア、インドネシア、カザフスタンなどの多様な地理的な場所から収集された、期間2003年から2006年に及ぶ鳥類の感染症の様々な使用された43種類の高病原性A/H5N1ウイルス分離株の合計本研究インチ確率的ニューラルネットワーク、パターン認識を介して自動化されたマイクロアレイの画像解釈のために開発されました。人工ニューラルネットワークによるマイクロアレイ分析とそれに続くサブタイプの割り当てがない偽陽性と24は "unknown" A/H5N1陽性検体の正しい同定された。データの分析では、A/H5N1、A/H3N2で構成され、A/H1N1陽性検体と陰性対照は、97％の臨床的感度と100％の臨床的特異性の結果セット。
"壊れたビーコン"を使用してRNAポリメラーゼ活性のリアルタイム定量
ハイブリダイゼーションベースの方法を用いた新規アッセイは、RNA合成のリアルタイムモニタリング用に開発されました。本研究では、フッ素およびクエンチャーは、独立しているが相補的なオリゴヌクレオチド上に位置された "壊れたビーコン"はT7ポリメラーゼによってRNA生産量を定量化するために使用されていました。フッ素 - オリゴおよびクエンチャーオリゴの相対的な長さ、およびそれらの相対濃度を最適化した。実験的に決定限界の検出は約45 nMであった。新しいアッセイは、RNAの定量のための "ゴールドスタンダード"標識（[（32）P] NTP取り込み）アッセイと比較した。壊れたビーコンアッセイは検出の高い限界を示したが、それはRNAの生産率の正確な測定を提供した。しかし、壊れたビーコンアッセイの重要な分析上の利点（i）をリアルタイムで連続測定、放射性標識またはゲルベースの分析の使用のための（ⅱ）の要件、および（iii）かなりの時間と労力の節約を提供しました。
ウイルス培養、逆転写-PCR、およびQuickVueインフルエンザインフルエンザの迅速診断のための+ BテストへのMChipの比較
インフルエンザの診断マイクロアレイ（MChipアッセイ）のパフォーマンスは、ウイルス培養、逆転写（RT）-PCR、およびQuickVueインフルエンザA + B試験のそれに盲検試験で比較した。患者のサンプルデータセットは、テンプル、テキサス州のスコット＆ホワイト病院とクリニックで2005年12月29日と2006年2月2日の間に収集された102呼吸器系分泌物検体で構成されていた。サンプルは、ダイレクト·コレクション、鼻咽頭/鼻腔スワブ、または鼻咽頭吸引を使用して年齢層の広い範囲から採取した。ウイルス培養とQuickVueアッセイは、コレクションの時にテキサス州のサイトで行われた。唯一の試験番号によって識別された各サンプルのアリコートを、盲検化分析のためにコロラド大学、ヴァンダービルト大学チームに提供されていました。ウイルス培養を基準とし、MChipは98％の臨床的感度と98％の臨床的特異性を示した。 RT-PCRを基準とし、MChipアッセイは、92％の臨床的感度と98％の臨床的特異性を示した。 MChipアッセイは、現在分析を完了するために7から8時間を必要としますが、インフルエンザウイルス陽性サンプルのテストの大きな利点は、（A/H3N2とA/H1N1現在ヒトで循環する二つのサブタイプの同時検出と完全なサブタイプの同定です。 ）と鳥（A/H5N1）ウイルス。
インフルエンザBウイルスの診断マイクロアレイ
簡単かつ迅速な診断を使用して、グローバルインフルエンザサーベイランスの重要性がしばしば強調されています。これらの系統の一方のみが季節性インフルエンザワクチンで表現されているインフルエンザB型については、必要性は、ウイルス株B/Victoria/2/87とB/Yamagata/16/88によって表される、現在の主要な系統を循環させ両者の識別のために存在して。ここでは、二つのインフルエンザB系統を検出及び識別するために設計された低密度DNAマイクロアレイ（BChip指定された）の開発と特性評価が提示されています。アッセイは、多重核酸増幅およびウイルスRNAのマイクロアレイハイブリダイゼーションに関与。検出および系統識別は、以下の8時間で達成された。 19カ国、1945年から2005年までさかのぼると同様に、5陰性対照サンプルから62 B型インフルエンザウイルスのサンプルの研究では、アッセイは、97％の感度と100％の特異性を示した。さらに、相対的な蛍光シグナルのパターンに訓練された人工ニューラルネットワークの適用はない偽の割り当て、50該当するインフルエンザB型ウイルスの94％の正しい系統の割り当てになりました。
1918 "スペイン風邪"ストレインを含む歴史的サブタイプH1N1インフルエンザウイルスにMChipの評価
インフルエンザ、MChipのための最近開発された診断マイクロアレイのロバスト性/ Brevig Mission/1/1918を含む16の歴史的なサブタイプH1N1インフルエンザウイルス（A/H1N1）で評価した。全16ウイルスから行列の遺伝子セグメントが正常にアレイ上で検出された。一時的に関連したA/H1N1ウイルスに訓練を受けた人工ニューラルネットワークは、94％の確率でインフルエンザウイルスA/H1N1として/ Brevig Mission/1/1918を同定した。
マイクロアレイ上のアダマンタン耐性インフルエンザの検出
インフルエンザ、それによって治療の決定を複雑にし、急速に変異し、一般的に処方インフルエンザ治療薬に耐性を持つようになるための能力を持っています。
化膿連鎖球菌や連鎖球菌Dysgalactiae亜種の分子の検出。 Equisimilis
我々は、化膿連鎖球菌（GAS）とStreptococcus dysgalactiae亜種の検出のための分子診断アッセイを開発しました。 equisimilis（SDSE）、ヒトの疾患の咽頭炎とより侵襲的なフォームの両方を引き起こすことが知られている2つの連鎖球菌の病原体。内部統制と結合された2つのリアルタイムPCRアッセイを並列に実行されるように設計されました。 1つのアッセイでは、GASに特定の遺伝子ターゲットを利用し、他の2つの種に共通する標的遺伝子を利用しています。両方のアッセイは、市販の迅速抗原検査と比較して大きさの2-3注文が分析感度を向上した。さらに、96咽頭スワブの解析に標準的な培養と比較して、リアルタイムPCRアッセイは、それぞれ、91.7および100％の臨床的感度と特異性をもたらした。リアルタイムPCRのための資本設備コストが小さい実験室で禁止することができますので、リアルタイムPCRアッセイは、安価な光重合ベースの非酵素的信号増幅（NESA）メソッドを使用して機能するように設計された低密度マイクロアレイ形式に変換されていました。 S. pyogenesのが正常に検出によってサンプル抽出からわずか4時間で低密度マイクロアレイで検出された。
MChip、低密度マイクロアレイでは、季節人間のH1N1は、北米豚H1N1、2009年パンデミックH1N1の中で差別化
MChipは、インフルエンザマトリックス（M）遺伝子セグメントをターゲットに15の異なるオリゴヌクレオチドの増幅ウイルスRNAのハイブリダイゼーションからのデータを使用します。人工ニューラルネットワーク（ANN）は、マイクロアレイからの蛍光強度パターンの微妙な違いの解釈を自動化します。臨床検体からのウイルスRNAの増幅を含む識別への完全なプロセスは、米国10ドルの下の<8時間で完了することができます。
DNAマイクロアレイで新規比色検出法を用いた大腸菌O157の同定
志賀毒素産生大腸菌O157は、食中毒、世界中の主要な原因である。良い迅速に検出する方法および遺伝子の大腸菌O157株を評価するために、本研究は、DNAマイクロアレイによる病原体同定のためampliPHOXの使用は、光重合に基づく新規比色検出法を評価した。低密度のDNAオリゴヌクレオチドマイクロアレイは、志賀毒素産生、付着膜タンパク質をコードするEAE遺伝子、O157抗原perosamine合成酵素をコードごとの遺伝子をコードするStx1とStx2の遺伝子をターゲットに設計されています。検証実験の結果から、ampliPHOXの使用がテストされた大腸菌株の正確なタイピングを可能にし、肯定的なハイブリダイゼーションシグナルは、基準株に存在する病原性遺伝子を標的とだけプローブを観察したことを明らかにした。定量化は、以下の平均信号対雑音比の値は2.5がないポリマーは、特定のハイブリダイゼーションの不足のために形成されなかったプローブを測定したのに対し、平均信号対雑音比の値は、47.73±7.12から76.71±8.33であったことを示した。感度テストでは、大腸菌O157検出の感度のしきい値は100から1000 CFU / mLであったことを明らかにした。したがって、光重合との組み合わせでDNAマイクロアレイを使用すると、大腸菌O157菌株の迅速かつ正確なタイピングを可能にした。
