CRISPR/Cas系統(tǒng)是細菌和古細菌中進化出來用于抵御噬菌體及外源DNA入侵的適應(yīng)性免疫系統(tǒng),該技術(shù)自發(fā)現(xiàn)以來在基因編輯領(lǐng)域大顯身手,已成功運用于微生物、哺乳動物、植物的基因編輯中。隨著近年來診療體系從傳統(tǒng)的以醫(yī)院為中心變?yōu)槿ブ行幕?,檢測場景從醫(yī)院檢測變成社區(qū)或家用檢測,因此開發(fā)規(guī)?;⒆詣踊?、快速化的檢測技術(shù)成為趨勢??茖W界發(fā)現(xiàn)CRISPR/Cas系統(tǒng)除在基因編輯領(lǐng)域的應(yīng)用以外,該技術(shù)在POCT檢測工具開發(fā)方面同樣具有獨特的優(yōu)勢,將現(xiàn)有技術(shù)結(jié)合CRISPR/Cas系統(tǒng),有望開發(fā)速度更快、靈敏度更高、成本更低、檢測特異性更好、操作更便利的POCT檢測工具。
圖1 CRISPR/Cas系統(tǒng)在分子診斷領(lǐng)域應(yīng)用示例[1]
(點擊可查看大圖)
AapCas12b Nuclease是來源于嗜酸耐熱菌(Alicyclobacillus acidophilus)的一種依賴tracrRNA:crRNA(或sgRNA)介導的DNA核酸內(nèi)切酶,在sgRNA的引導下特異性識別靶標單鏈DNA (ssDNA)或帶PAM (TTN)序列靶標雙鏈DNA (dsDNA),并對靶序列進行特異性切割,使dsDNA斷裂并生成粘性末端。當AapCas12b Nuclease、sgRNA和靶標DNA結(jié)合形成三元復合物后,同時激活其對體系中非特異ssDNA的反式剪切活性,可將體系中的任意ssDNA序列切碎。
圖2.Cas12b作用原理[2]
反應(yīng)溫度范圍廣:在37°C~65°C溫度范圍內(nèi)具有切割活性;
核酸酶殘留低:無核酸外切酶、切口酶、RNase A殘留;
順式切割活性:在crRNA和tracrRNA(根據(jù)靶標序列進行設(shè)計)介導下可識別并特異性切割靶標ssDNA或帶PAM序列的靶標dsDNA,切割效果媲美進口品牌T*;
反式切割活性:AapCas12b Nuclease、sgRNA和靶標DNA結(jié)合形成三元復合物后,激發(fā)其反式切割活性,可將體系中的任意ssDNA序列切碎。
圖3.AapCas12b Nuclease (10 μM)順式切割活性驗證
圖4.AapCas12b Nuclease (10 μM)反式切割活性驗證
參考文獻:
[1]孫雯君,黃行許,王鑫杰.基于CRISPR的快速靈敏便捷分子檢測[J].生物工程學報, 2023, 39(1):14.
[2] Li L, Li S, Wang J. CRISPR-Cas12b-assisted nucleic acid detection platform[J].Cold Spring Harbor Laboratory, 2018(10).DOI:10.1101/362889.