RAPID（CRISPR-Cas13aとカスケード増幅回路駆動型DNAzymeを組み合わせた迅速RNA検出）

科学分野:

• 分子生物学
• バイオテクノロジー
• 診断

背景:

• RNA検出は病原体診断に不可欠ですが、RT-qPCRなどの現在の方法は複雑な機器を必要とし、ポイントオブケア（POC）アプリケーションを制限します。アイソサーマル増幅はより簡単な代替手段を提供しますが、汚染と効率の問題に直面しています。既存のRNA診断ツールは、リソースが限られている、またはオンサイトの設定には適していないことがよくあります。

研究 の 目的:

• 迅速かつ高感度な病原体診断のための新しいアイソサーマルワンポットRNA検出プラットフォームを開発すること。逆転写および複雑な機器の必要性を含む、既存のRNAベースのアッセイの制限を克服すること。多様な感染性病原体に適しており、さまざまな読み出し形式に適応可能な、汎用性の高いプログラム可能なバイオセンシングプラットフォームを作成すること。

主な方法:

• アイソサーマルバイオセンシングプラットフォームであるRAPID（CRISPR-Cas13aとカスケード増幅回路駆動型DNAzyme）を開発しました。逆転写と熱サイクリングの必要性を排除するシグナル増幅のためのDNA回路とターゲット認識のためのCRISPR-Cas13aを統合しました。蛍光（RAPID-Flu）およびラテラルフローアッセイ（RAPID-LFA）の読み出しと互換性のある37°Cで30分以内の定量RNA検出を可能にしました。

主要な成果:

• RAPIDは、サンプル前増幅なしで37°Cで30分以内に定量RNA検出を達成しました。このプラットフォームは、crRNAを再プログラムすることにより、細菌（Treponema pallidum、Neisseria gonorrhoeae）およびウイルス（単純ヘルペスウイルス）のターゲットを正常に検出しました。RAPID-FluとRAPID-LFAの両方が、5 fM/反応の感度、同等の検出限界、優れた特異性、および臨床診断との高い一致を示しました。

結論:

• RAPIDプラットフォームは、ポイントオブケアRNA診断のための迅速でプログラム可能で視覚的に解釈可能なソリューションを提供します。その柔軟性、携帯性、およびアイソサーマルな性質は、感染性病原体の早期診断とオンサイトモニタリングに理想的です。RAPIDは、速度、複雑さ、およびアクセシビリティにおける現在の制限に対処し、さまざまな設定での核酸ベースの診断のための重要な進歩を表しています。