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动物所和中科院开发出快速精准的核酸检测技术《资讯》

发布时间:2020-08-17 12:20:24 阅读: 来源:直埋厂家

07-05

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,对于疾病和食品的监控很有现实的应用意义。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)。

?图:CDetection实现DNA的快速精准检测

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。

关于核酸检测

核酸是遗传的物质,在所有细菌病毒,以及人体中都要靠核酸来遗传,每一个种属都有它自己特定的核酸顺序。通过检测核酸的顺序,就可以来确定到底是哪一种类型的生物,比如有一种感染,就通过进行核酸的测序能够肯定是什么样的小生物造成的,并且能够使用药物来控制消除它。在肿瘤的治疗中,也可以根据肿瘤的核酸性质遗传物质来确定用什么药,用什么药物的敏感从而选择更加好的药物。

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