在活细胞中检测腺三酸盐的CRISPR/Cas辅助针头传感器
Hongki Kim1,2, Chenlei Gu1,3, Salman Ahmad Mustfa1
1Centre for Craniofacial and Regenerative Biology, King's College London, London SE1 9RT, U.K.
ACS applied materials & interfaces
|September 28, 2023
概括
这项研究引入了纳米CRISPR,一种用于检测细胞内三氨酸酸盐 (ATP) 的新型传感器,通过将CRISPR/Cas系统与纳米针相结合来增强生物传感. 该方法能够快速,灵敏和细胞活性的细胞内ATP检测.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 分子生物学分子生物学
- 生物传感技术的技术
背景情况:
- 克里斯普尔/卡斯系统通过附带裂解活动提供敏感和特定的分子生物传感.
- 对CRISPR/Cas的直接细胞内应用,即实时检测的附带裂变仍然具有挑战性.
- 现有的方法难以在现场内细胞分子检测,需要新的方法.
研究的目的:
- 开发一种CRISPR/Cas辅助的纳米针传感器 (纳米CRISPR) 用于细胞内三酸 (ATP) 检测.
- 通过实施两步的细胞外检测过程来克服直接细胞内附带裂解的局限性.
- 为了能够在活细胞中快速且不破坏性地检测细胞内ATP.
主要方法:
- 使用了与纳米针相结合的胺锁Cas12a激活剂,用于细胞内ATP识别.
- 开发了一种两步过程:细胞内目标识别,然后是细胞外信号传导和光检测.
- 采用一个Cas12a/crRNA复合体,在激活时切割一个ssDNA光灭器对,产生光信号.
主要成果:
- 纳米CRISPR传感器实现了246nM的ATP检测极限,其动态范围从1.56到50微米.
- 在30分钟内成功检测到活细胞中的细胞内ATP.
- 证明纳米CRISPR方法在检测过程中不会影响细胞活力.
结论:
- 纳米CRISPR方法为细胞内生物传感提供了可行的解决方案,绕过了直接附带裂解的挑战.
- 这种新型传感器能够快速,灵敏和细胞兼容地检测细胞内ATP.
- 纳米CRISPR技术有望扩大CRISPR/Cas应用,用于检测生物系统中的各种细胞内分子.
