The development of a novel biosensor for single species detection using environmental DNA
Notice bibliographique
Résumé
Rapid monitoring of aquatic organisms, particularly endangered and invasive species, is essential for preserving the biodiversity in Earth’s water. Management and conservation of fish species, such as Salmo salar, Salmo trutta and Salvelinus alpinus, within these environments requires knowledge of distribution, traditionally gained through visual detection. These methods are expensive, labour intensive and can lead to habitat disruption and harm to the target species. Environmental DNA (eDNA) offers a solution to this, using non-invasive molecular techniques to detect DNA shed into the environment. \nConventional eDNA approaches use PCR-based methodology for single-species detection. In this thesis, a qPCR assay was developed for S. salar detection. However, although sensitive and specific, PCR-based methods pose a logistical challenge for on-site monitoring due to the need for high temperatures and thermal cycling. To circumvent this, we developed an isothermal approach that couples Recombinase Polymerase Amplification to CRISPR-Cas12a detection as a route to a cost-effective biosensor device. This system harnesses the collateral cleavage activity of Cas12a, a ribonuclease guided by a specific CRISPR RNA. We show the applicability of this technique to three salmonid species, with the S. salar assay compared to qPCR as a detection/non-detection assay in samples from Ireland and Canada. \nTo facilitate this RPA-CRISPR-Cas assay as an on-site detection tool, the method was adapted for visualisation on a custom portable fluorometer and via lateral flow. Both systems maintain the specificity and sensitivity of the original assay but enable simplified readouts without complex instrumentation. The assays and visualisation methods developed in this thesis were applied to samples from the Burrishoole Catchment, Co. Mayo, demonstrating their applicability to environmental monitoring. \nIn summary, this thesis provides the first application of CRISPR-Cas diagnostics to eDNA monitoring, and further progresses the field towards field-based applications, by removing the need for complex instrumentation and allowing rapid species detection.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».