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科研成果 | 梁德生、邬玲仟教授团队在基于CRISPR的核酸检测技术研究方面取得新进展

来源: 访问量:  发布时间:2023-08-21

近日,中南大学医学遗传学研究中心、湖南家辉遗传专科医院梁德生、邬玲仟教授团队在新型核酸检测技术研究中取得新进展,题为“基于单链DNA修饰的crRNA和Cas12a的快速、灵敏核酸检测一步法(Rapid and sensitive Cas12a-based one-step nucleic acid detection with ssDNA-modified crRNA)”的最新研究成果在化学领域国际权威期刊《分析化学学报》(ANALYTICA CHIMICA ACTA,JCR-Q1/中科院一区TOP期刊)上发表。中南大学硕士研究生曾钦龙和周妙金博士为该论文的共同第一作者,梁德生教授、邬玲仟教授和李卓副教授为共同通讯作者。本研究受国家自然科学基金、国家重点研发等项目支持。


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基于规律间隔成簇短回文重复序列(CRISPR)的核酸检测技术在病原体检测领域发展迅速,但由于等温扩增(RPA)和CRISPR检测的反应不兼容,该技术在检测时需要两步操作,即核酸扩增及随后的CRISPR检测。这种检测方式不仅增加了操作的复杂性,而且可能导致污染的发生。


此外,CRISPR核酸检测技术使用的CRISPR RNA(crRNA)存在易降解的问题,在一定程度上限制了该技术的应用。针对这些问题,本研究开发了一种基于CRIPSPR-Cas12a的操作简便、快速、灵敏度高的核酸检测一步法(CasDOS)。


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△CasDOS检测原理图


研究人员通过对crRNA两端进行DNA碱基修饰的方式,实现了RPA和CRISPR检测在一步法反应中的兼容。研究发现,DNA碱基修饰的crRNA在一步法反应中的灵敏度提升了100-1000倍,其对病原体GBS、HPV16和HPV18的检测限均达到了16.6aM。此外,修饰的crRNA在RNase R处理实验中,也表现出了更好的耐受性。在临床检测中,CasDOS对已知基因型的HPV DNA样本的检测准确率为100%,而且CasDOS对阴道或宫颈拭子样本的检测结果与qPCR结果也完全一致,该检测结果可在30分钟内获得(从样品处理到结果)。


该研究表明CasDOS具有操作简便、快速、灵敏度高的特点,其在病原体的检测领域,尤其是即时检测(POCT)上具有广泛的临床应用前景。


原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0003267023008437


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