核酸酶激活的CRISPR-Cas12a与循环CRISPRRNA用于生物感知
Yunping Wu1, Dingran Chang2, Yangyang Chang1
1School of Environmental Science and Technology, Key Laboratory of Industrial Ecology and Environmental Engineering (Ministry of Education), Dalian University of Technology, Dalian POCT Laboratory, Dalian, 116024, China.
循环CRISPRRNAs (crRNAs) 禁用Cas12a,但NAzyme激活可以实现精确的生物感知. 这种NA3C策略提供了多功能检测,在尿路感染中具有高准确度.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 分子生物学分子生物学
- 生物传感器技术技术
背景情况:
- 克里斯普尔-Cas系统对生物传感器有价值,但对非核酸目标的信号传导仍然具有挑战性.
- 直接将CRISPR识别事件转换为各种分析物的可测量信号是生物传感的未满足需求.
- 现有的基于CRISPR的生物传感器在某些应用中面临着敏感度和特异性的限制.
研究的目的:
- 通过使用循环CRISPRRNAs (crRNAs) 控制CRISPR-Cas12a活动来开发一种新的生物传感策略.
- 为了证明核酸酶 (NAzymes) 可以通过线性化圆形crRNAs来激活CRISPR-Cas12a.
- 验证NA3C平台对非核酸标的敏感和特定检测,包括临床诊断.
主要方法:
- 设计的圆形crRNAs可以抑制Cas12a的DNA切割和跨裂变活动.
- 使用RNA分裂NA酶 (核糖酶和DNA酶) 响应特定的配体,触发crRNA线性化.
- 开发了NA3C (NAzyme-Activated CRISPR-Cas12a with Circular CRISPR RNA) 平台,用于目标诱导的信号生成.
- 应用NA3C检测患者尿样中的大肠杆菌,使用RNA分裂DNAzyme.
主要成果:
- 循环crRNAs有效地抑制了Cas12a的特定位点DNA裂变和非特定ssDNA跨裂变.
- 纳酶成功地线性化了圆形crRNAs,恢复和激活了Cas12a的酶功能.
- 在NA3C战略证明了生物传感应用的高通用性与带响应分子识别元素.
- 对于尿路感染的临床评估显示,在40名患者的尿样中,100%的灵敏度和90%的特异性.
结论:
- 该NA3C平台提供了一种多功能和有效的方法来控制CRISPR-Cas12a活动的生物传感.
- 通过NAzymes对圆形crRNAs的目标触发线性化,可以为各种分析物产生强大的信号.
- NA3C显示出临床诊断的巨大潜力,其在检测尿路感染方面的高性能证明了这一点.
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