中科院動物所開發出快速精准的核酸檢測技術

  高效精准的核酸檢測技術在傳染病原檢測、食品安全檢疫和致病基因篩查等許多方面具有重要的應用。基于CRISPR的基因組編輯技術極大地革新了生物醫學研究。有趣的是,除了能夠通過對基因組精准操控來進行功能基因組學研究,最近一些研究發現CRISPR系統的某些效應蛋白,例如Cas12a,在切割靶DNA後會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便地進行核酸檢測,在傳統的PCR和測序技術之外建立了一種新的核酸檢測技術。 

  CRISPR-Cas12b/C2c1系统大多来自嗜热菌,由于其嗜高温的特性研究相对较少。天龙棋牌李伟研究团队在2018年首次成功地改造Cas12b系統用于哺乳動物基因組編輯,建立了Cas9Cas12a之後的第三個CRISPR基因編輯工具[1]。在此基礎上,研究團隊發現Cas12b蛋白在激活之後同樣具有任意切割ssDNA的特性,並開發出 CDetection(Cas12b-mediated DNA detection)檢測系統,可以用于微量DNA的簡便快速的檢測。CDetection是集Cas12b蛋白、向導RNAssDNA熒光報告分子和 RPA(recombinase polymerase amplification)等溫擴增于一體的DNA快速檢測系統。Cas12b蛋白在靶向切割RPA擴增目標DNA後激活ssDNA切割活性,任意切割ssDNA熒光報告分子,從而發出熒光信號(1)。基于團隊前期研究發現的Cas12b能夠適應較廣溫度(25~60℃)和pH1~8)的穩定性,CDetection系統相較Cas12a-DETECTR系統具有更高的靈敏度,可以實現亞aM(10-19 M)的靈敏DNA檢測;同時,通過tgRNA(tuned gRNA)的引入,CDetection可以實現單堿基的區分。利用CDetection系統,能夠快速地實現細胞、血液、尿液以及動植物中的細菌和病毒感染、基因分型以及SNP突變檢測(1) 

  相關成果于20197月2日在国际學術期刊Genome Biology發表 [2]。该研究工作由天龙棋牌和中國科學院干细胞与再生医学创新研究院完成。天龙棋牌李伟研究員和周琪研究員为論文的通讯作者;博士生滕飞、郭璐为共同第一作者。该研究受到中科院战略科技先导专项及科技部、基金委等项目的资助。 

  [1] Repurposing CRISPR-Cas12b for mammalian genome engineering 

  [2] CDetection: CRISPR-Cas12b-based DNA detection with sub-attomolar sensitivity and single-base specificity 

1 CDetection實現DNA的快速精准檢測

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