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In a laboratory of the Biomedical Engineering Center at Kansai Medical University, in Japan, RNA was taken from 20 strains of SARS-CoV-2 and measured one by one with Raman spectroscopy. Each strain left a molecular signature of its own. The team, led by distinguished professor Giuseppe Pezzotti, published the results online in the journal Advanced Science on 30 September 2026.
In einem Labor des Biomedical Engineering Center der Kansai Medical University in Japan wurde die RNA von 20 SARS-CoV-2-Stämmen entnommen und einzeln mit Raman-Spektroskopie vermessen. Jeder Stamm hinterließ eine eigene molekulare Signatur. Das Team unter Leitung des angesehenen Professors Giuseppe Pezzotti veröffentlichte die Ergebnisse online im Fachjournal Advanced Science am 30. September 2026.
Tracking a virus's variants has long meant reading its genetic code letter by letter. That is RNA sequencing, which gives the exact sequence of nucleotides but needs specialized instruments, lengthy sample processing and computational analysis. The researchers point out that viral RNA is more than a string of four bases: it folds into complex three-dimensional structures through interactions between neighboring nucleotides. These secondary structures can influence how RNA behaves, and they can differ even when the overall composition looks alike.
Die Varianten eines Virus zu verfolgen bedeutete lange, dessen genetischen Code Buchstabe für Buchstabe zu lesen. Das ist die RNA-Sequenzierung, die die exakte Abfolge der Nukleotide liefert, aber spezielle Geräte, aufwendige Probenaufbereitung und computergestützte Auswertung erfordert. Die Forschenden weisen darauf hin, dass virale RNA mehr ist als eine Kette aus vier Basen: Durch Wechselwirkungen benachbarter Nukleotide faltet sie sich zu komplexen dreidimensionalen Strukturen. Diese Sekundärstrukturen können beeinflussen, wie sich RNA verhält, und sie können sich unterscheiden, selbst wenn die Gesamtzusammensetzung ähnlich aussieht.
Raman spectroscopy captures the vibrations of molecules, and the team used it to read the backbone, ribose rings, phosphate links and nitrogenous bases of each RNA. After mathematical deconvolution, all the strains shared the same characteristic signals, but subtle and reproducible differences appeared between them. Those differences were not explained by the proportion of the four bases, since the genome sequences of the strains had highly similar base fractions. The team encoded the spectral features as Raman barcodes. Conventional principal component analysis gave only limited separation, while the barcodes differentiated all 20 strains and subvariants. The bands were linked to features of RNA secondary structure, such as hairpin formation and stem length.
Die Raman-Spektroskopie erfasst die Schwingungen von Molekülen; das Team nutzte sie, um Rückgrat, Ribosering, Phosphatverbindungen und stickstoffhaltige Basen jeder RNA auszulesen. Nach mathematischer Entfaltung zeigten alle Stämme dieselben charakteristischen Signale, zwischen ihnen traten jedoch feine, reproduzierbare Unterschiede auf. Diese ließen sich nicht durch den Anteil der vier Basen erklären, denn die Genomsequenzen der Stämme hatten sehr ähnliche Basenanteile. Das Team kodierte die spektralen Merkmale als Raman-Barcodes. Die konventionelle Hauptkomponentenanalyse trennte nur begrenzt, während die Barcodes alle 20 Stämme und Subvarianten unterschieden. Die Banden ließen sich mit Merkmalen der RNA-Sekundärstruktur verknüpfen, etwa der Bildung von Haarnadelschleifen und der Stiellänge.
The practical promise lies in speed. The researchers write that Raman analysis could characterize viral RNA without complete sequencing, which might allow rapid screening of emerging variants during outbreaks, epidemics or in critical-care settings where timely information matters most. Public health teams and clinicians would be the first to benefit if the method reaches them, and the authors frame it as an extra layer of information next to sequencing. Getting there requires further technological development, automation and integration with artificial intelligence, and the team gives no date for it.
Das praktische Versprechen liegt in der Geschwindigkeit. Die Forschenden schreiben, die Raman-Analyse könne virale RNA ohne vollständige Sequenzierung charakterisieren, was ein schnelles Screening neu auftretender Varianten während Ausbrüchen, Epidemien oder in der Intensivmedizin ermöglichen könnte, wo zeitnahe Informationen am wichtigsten sind. Public-Health-Teams und Kliniker würden als Erste profitieren, sollte die Methode sie erreichen; die Autoren verstehen sie als zusätzliche Informationsebene neben der Sequenzierung. Dafür sind weitere technologische Entwicklung, Automatisierung und die Integration mit künstlicher Intelligenz nötig, einen Zeitplan nennt das Team nicht.
The limits are as clear as the result. The 20 strains were studied as extracted RNA in the laboratory, not as clinical samples taken from patients. The team reports no cost, no device and no timeline, and no test is yet available to hospitals or laboratories.
Die Grenzen sind ebenso deutlich wie das Ergebnis. Die 20 Stämme wurden als extrahierte RNA im Labor untersucht, nicht als klinische Proben von Patienten. Das Team nennt keine Kosten, kein Gerät und keinen Zeitplan; ein Test ist für Krankenhäuser oder Labore bislang nicht verfügbar.