Science：张锋新结果！“魔剪”CRISPR又出新功效，用在核酸检测

4月13日，Science杂志揭晓一项题为“Nucleic acid detection with CRISPR-Cas13a/C2c2”的主要研究进展。

作者： 年夜康健派编纂 来历： 本站原创 2017-04-17 15:34:14

4月13日，Science杂志揭晓一项题为 Nucleic acid detection with CRISPR-Cas13a/C2c2 的主要研究进展。来自Broad研究所、McGovern研究所等机构的一个科学家小组改造了靶向RNA的CRISPR体系，使其成了倏地、自制且高度敏捷的诊断东西。这一发明无望为科学研究和全世界大众卫生带来厘革性的影响。CRISPR前驱张锋和Broad研究所的James J. Collins是该研究的配合通信作者。

详细来讲，这篇论文描写了RNA靶向的CRISPR酶（Cas13a/C2c2）怎样 变身 高度敏捷的 探测器 ：可以或许唆使出方针RNA或者DNA份子中单份子的存于（the presence of as little as a single molecule of a target RNA or DNA molecule）。这一新东西被研究者们授予了SHERLOCK（Specific High-sensitivity Enzymatic Reporter unLOCKing）的称呼。他们以为，有一天，这一技能可能被用在应答病毒以及细菌发作，监测抗生素耐药性和检测癌症。

SHERLOCK combines CRISPR-Cas13a withisothermal RNA amplification to detect RNA and DNA with single-basespecificity.

六年夜运用

科学家们于一系列差别的运用中证实了SHERLOCK技能的多功效性：1）数小时内，检测患者血液或者尿液样本中Zika病毒的存于；2）区别非洲以及美国Zika病毒株的基因序列；3）辨认特定的细菌类型，如年夜肠杆菌；4）检测抗生素耐药性基因；5）于模仿的（simulated）游离DNA中辨认癌症突变；6）倏地浏览人类遗传信息。

张锋暗示： Cas13a酶可以或许孕育发生云云特殊的敏捷度。这长短常使人高兴的。

首篇描写Cas13a的Science论文

Cas13a先前被称为C2c2.2016年6月，张锋以及他的同事于Science杂志上揭晓了题为 C2c2 is a single-component progra妹妹able RNA-guided RNA-targeting CRISPR effector 的论文，初次描写了这一RNA靶向的CRISPR酶。CRISPR-Cas13a/C2c2可以或许用在切割细菌细胞中特定的RNA序列。与DNA靶向的CRISPR酶差别（如Cas9以及Cpf1），Cas13a于切割它的意向RNA方针后依然可以或许连结 活跃 ，会继承发作性式地切割其它非方针RNA.张锋试验室的科学家将这类征象称为 collateral cleavage 。

Jennifer Doudna结果紧随其后

2016年9月，CRISPR 女神 Jennifer Doudna以及同事们于Nature杂志了揭晓了题为 Two distinct RNase activities of CRISPR-C2c2 enable guide-RNA processing and RNA detection 的论文。他们提出，将Cas13a的 collateral cleavage 活性用在RNA检测。

敏捷度晋升百万倍

Broad研究所官网报导称，该研究中提出的要领需要数以百万计份子的存于，敏捷度有所缺少。而这篇最新Science论文提出的新要领敏捷度高了一百万倍（a million-fold more sensitive）。

据悉，这是张锋及其研究组与配合通信作者Jim Collins互助的成果。Jim Collins致力在Zika病毒诊断研究。2014年，Collins以及他的研究小组开发了一种针对于Ebola病毒的倏地合成纸质测试（rapid synthetic paper-based test）。这一技能可于室温下输送以及贮存。

随后，他们调解这一体系，用在检测Zika病毒。他们证实，该技能可以或许经由过程增长样本中的RNA数目提高传感器的敏捷性。Collins说： 这一基在CRISPR的全新东西提供的敏捷度可以或许检测患者血液样本中少少量的癌症DNA.

Broad研究所的报导还称，这一诊断东西最火急以及最较着的运用是，于资源窘蹙的地域，用在感染病发作的倏地、即时诊断。此外，据The Scientist报导称，作者们预计，这一Paper-Based SHERLOCK检测每一次测试成本约为0.61美元。

女神 怎样评价？

末了，咱们来看看，Jennifer Doudna是怎样评价张锋等人这项新结果的呢？Doudna于接管采访时写道： 这一要领经由过程预扩增（pre-amplifying）核酸方针改良了C2c2的检测限定。它的局限是，这一要领依然需要核酸扩增步调，这可能会成为它用在即时运用（point-of-care application）的应战。

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