动物所开发出快速精准的核酸检测技术

来源: 动物研究所 / 作者: cas / 时间: 2019-07-04
1

高效精准的核酸检测技术在传染病原检测、食品安全检疫和致病基因筛查等许多方面具有重要的应用。基于 CRISPR 的基因组编辑技术极大地革新了生物医学研究。有趣的是,除了能够通过对基因组精准操控来进行功能基因组学研究,最近一些研究发现 CRISPR 系统的某些效应蛋白,例如 Cas12a,在切割靶 DNA 后会受激获得切割非靶向单链 DNA(ssDNA)的活性,从而能够用于快速简便地进行核酸检测,在传统的 PCR 和测序技术之外建立了一种新的核酸检测技术。

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。中国科学院动物研究所李伟团队在 2018 年首次成功地改造 Cas12b 系统用于哺乳动物基因组编辑,建立了 Cas9 和 Cas12a 之后的第三个 CRISPR 基因编辑工具。在此基础上,研究团队发现 Cas12b 蛋白在激活之后同样具有任意切割 ssDNA 的特性,并开发出 CDetection(Cas12b-mediated DNA detection)检测系统,可以用于微量 DNA 的简便快速检测。CDetection 是集 Cas12b 蛋白、向导 RNA、ssDNA 荧光报告分子和 RPA(recombinase polymerase amplification)等温扩增于一体的 DNA 快速检测系统。Cas12b 蛋白在靶向切割 RPA 扩增目标 DNA 后激活 ssDNA 切割活性,任意切割 ssDNA 荧光报告分子,从而发出荧光信号(如图)。基于团队前期研究发现的 Cas12b 能够适应较广温度(25~60℃)和 pH(1~8)的稳定性,CDetection 系统相较 Cas12a-DETECTR 系统具有更高的灵敏度,可以实现亚 aM(10-19 M)的灵敏 DNA 检测;同时,通过 tgRNA(tuned gRNA)的引入,CDetection 可以实现单碱基的区分。利用 CDetection 系统,能够快速地实现细胞、血液、尿液以及动植物中的细菌和病毒感染、基因分型以及 SNP 突变检测(如图)。

相关成果于 7 月 2 日在国际学术期刊 Genome Biology 发表。该研究工作由动物所和中科院干细胞与再生医学创新研究院完成。动物所研究员李伟和周琪为论文的通讯作者;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、基金委等的资助。

文章链接

图:CDetection 实现 DNA 的快速精准检测

声明:本网所有文章(包括图片和音视频资料)系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源和作者,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(edit@bio360.net ),我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点,不代表本站立场。