CRISPR分子診斷技術(shù)(四)
19 ???由于其高靈敏度和特異性,CRISPR診斷技術(shù)或CRISPR-Dx可以有很多用途:病毒檢測和病毒亞型區(qū)分,病菌識別和耐藥性基因確認(rèn),即時檢測(POCT), 患者基因分型,以及癌癥突變分析和液體活檢。這篇論文也初步展示了CRISPR-Dx在這些方面的應(yīng)用前景。
圖片來源:參考資料3
20???比如,利用SHERLOCK,張鋒團(tuán)隊從患者的血清(S)或尿液(U)里檢測到濃度低至每微升含單一拷貝的塞卡病毒(ZIKV)。美中不足的是,在用SHERLOCK檢測之前,需要從患者的體液樣品中提純病毒RNA,這影響了該方法的便捷性。
圖片來源:參考資料10
21
?? SHERLOCK也可被用在癌癥液體活檢中,從(模擬)患者的游離DNA (cfDNA) 樣品中檢驗出只占0.1%的基因突變(BRAF
V600E)。也就是說,SHERLOCK的特異性可達(dá)到單堿基分辨度。要想達(dá)到如此高的特異性,crRNA的設(shè)計很關(guān)鍵。
圖片來源:參考資料10
22? ? 2017年5月,在張鋒團(tuán)隊的Science論文發(fā)表不到一個月后,Doudna團(tuán)隊又在Molecular Cell上發(fā)表了一篇論文。文中發(fā)現(xiàn)所有的Cas13a可以被分為兩個亞族。和不同亞族Cas13a配套的crRNA具有不同的輔助序列,激活后Cas13a-crRNA對同一報告RNA的非特異剪切活性也有差別。作為兩個亞族的代表,LbaCas13a更易剪切5個A串成的報告RNA,而LbuCas13a偏愛剪切5個U串成的報告RNA。兩個Cas13a亞族的區(qū)別,使它們可以被用來構(gòu)建多重高通量診斷分析,即在一次測試中可以同時檢驗多個靶分子。
圖片來源:參考資料6
23 ? 2018年2月到4月是CRISPR-Dx技術(shù)的爆發(fā)期。Doudna實驗室和張鋒實驗室各有一篇論文于2月15日被Science在線發(fā)表。在4月27日的紙版的Science中,這兩篇論文連同張鋒團(tuán)隊的另一篇論文 “back-to-back-to-back”一起發(fā)表。在Doudna的Science論文中,他們找到了Cas13a在DNA分子識別、剪切和降解上的相應(yīng)蛋白——Cas12a。Cas12a不是一個新蛋白,而是張鋒團(tuán)隊于2015年9月發(fā)現(xiàn)并命名的Cpf1(圖8)。
圖片來源:參考資料2和10
24
?
Cas12a-crRNA識別單鏈或雙鏈DNA。一旦被激活后,Cas12a非特異性地剪切、降解單鏈DNA。他們借鑒了SHERLOCK技術(shù),也引進(jìn)了RPA步驟。RPA
+
Cas12a成為新的核酸分子檢驗技術(shù),被命名為DETECTR,與英文的“探測器”諧音。與SHERLOCK相比,DETECTR省掉了從擴增后的DNA產(chǎn)物轉(zhuǎn)錄到RNA這一步。
圖片來源:參考資料2和10