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    動(dòng)物所開發(fā)出快速精準(zhǔn)的核酸檢測(cè)技術(shù)

    放大字體  縮小字體 時(shí)間:2019-07-04 13:55 來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院 原文:
    核心提示:最近一些研究發(fā)現(xiàn)CRISPR系統(tǒng)的某些效應(yīng)蛋白,例如Cas12a,在切割靶DNA后會(huì)受激獲得切割非靶向單鏈DNA(ssDNA)的活性,從而能夠用于快速簡(jiǎn)便地進(jìn)行核酸檢測(cè),在傳統(tǒng)的PCR和測(cè)序技術(shù)之外建立了一種新的核酸檢測(cè)技術(shù)。
       高效精準(zhǔn)的核酸檢測(cè)技術(shù)在傳染病原檢測(cè)、食品安全檢疫和致病基因篩查等許多方面具有重要的應(yīng)用。基于CRISPR的基因組編輯技術(shù)極大地革新了生物醫(yī)學(xué)研究。有趣的是,除了能夠通過(guò)對(duì)基因組精準(zhǔn)操控來(lái)進(jìn)行功能基因組學(xué)研究,最近一些研究發(fā)現(xiàn)CRISPR系統(tǒng)的某些效應(yīng)蛋白,例如Cas12a,在切割靶DNA后會(huì)受激獲得切割非靶向單鏈DNA(ssDNA)的活性,從而能夠用于快速簡(jiǎn)便地進(jìn)行核酸檢測(cè),在傳統(tǒng)的PCR和測(cè)序技術(shù)之外建立了一種新的核酸檢測(cè)技術(shù)。
     
      CRISPR-Cas12b/C2c1系統(tǒng)大多來(lái)自嗜熱菌,由于其嗜高溫的特性研究相對(duì)較少。中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所李偉團(tuán)隊(duì)在2018年首次成功地改造Cas12b系統(tǒng)用于哺乳動(dòng)物基因組編輯,建立了Cas9和Cas12a之后的第三個(gè)CRISPR基因編輯工具。在此基礎(chǔ)上,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)Cas12b蛋白在激活之后同樣具有任意切割ssDNA的特性,并開發(fā)出 CDetection(Cas12b-mediated DNA detection)檢測(cè)系統(tǒng),可以用于微量DNA的簡(jiǎn)便快速檢測(cè)。CDetection是集Cas12b蛋白、向?qū)NA、ssDNA熒光報(bào)告分子和 RPA(recombinase polymerase amplification)等溫?cái)U(kuò)增于一體的DNA快速檢測(cè)系統(tǒng)。Cas12b蛋白在靶向切割RPA擴(kuò)增目標(biāo)DNA后激活ssDNA切割活性,任意切割ssDNA熒光報(bào)告分子,從而發(fā)出熒光信號(hào)(如圖)。基于團(tuán)隊(duì)前期研究發(fā)現(xiàn)的Cas12b能夠適應(yīng)較廣溫度(25~60℃)和pH(1~8)的穩(wěn)定性,CDetection系統(tǒng)相較Cas12a-DETECTR系統(tǒng)具有更高的靈敏度,可以實(shí)現(xiàn)亞aM(10-19 M)的靈敏DNA檢測(cè);同時(shí),通過(guò)tgRNA(tuned gRNA)的引入,CDetection可以實(shí)現(xiàn)單堿基的區(qū)分。利用CDetection系統(tǒng),能夠快速地實(shí)現(xiàn)細(xì)胞、血液、尿液以及動(dòng)植物中的細(xì)菌和病毒感染、基因分型以及SNP突變檢測(cè)(如圖)。
     
      相關(guān)成果于7月2日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Genome Biology 發(fā)表。該研究工作由動(dòng)物所和中科院干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)創(chuàng)新研究院完成。動(dòng)物所研究員李偉和周琪為論文的通訊作者;博士生滕飛、郭璐為共同第一作者。該研究受到中科院戰(zhàn)略科技先導(dǎo)專項(xiàng)及科技部、基金委等的資助。
     
      文章鏈接
      圖:CDetection實(shí)現(xiàn)DNA的快速精準(zhǔn)檢測(cè)
    日期:2019-07-04
     
     
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