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马立新教授团队在CRISPR分子检测领域取得新进展

作者:生命科学学院   编辑:鲜文涛    来源:生命科学学院  发布时间:2021/04/13

近日,推球网:生命科学学院、省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室马立新教授团队最新研究成果“Aptamer-Locker” DNA coupling with CRISPR/Cas12a-guided biosensing for high-efficiency melamine analysis(《“适配体-锁扣”DNA与CRISPR/Cas12a检测技术联合用于三聚氰胺的高效分析》),发表于国际权威期刊Biosensors and Bioelectronics(IF:10.257)。

CRISPR/Cas12a是应用范围仅次于Cas9的基因编辑系统。由Cas12a蛋白、引导rRNA(gRNA)结合组成的核糖核蛋白复合体(RNP)除具有精准切割双链靶DNA的能力外,还能够在与靶DNA结合后展现出反式剪切ssDNA的活性。基于此性质,研究人员近年来开发出一系列Cas12a检测方法,用于核酸分子的快速、灵敏检测。但是,利用CRISPR技术进行非核酸靶标分子的检测仍有较大难度。

图1 Cas12a非核酸分子检测技术流程图

本研究选取化学毒性较强的三聚氰胺(“毒奶粉事件”的罪魁祸首)作为研究范例,采用核酸适配体(aptamer)和锁扣DNA(locker)相结合的探针设计方案(图1),开发了一种基于Cas12a的非核酸靶标分子检测方法。当三聚氰胺分子与核酸探针结合后,会引起探针结构变化,释放出locker DNA,从而激活Cas12a RNP的反式剪切活性,导致分子信标的切割及产生荧光信号。该方法具有极高的灵敏性,其检测限(LOD)达到38 nM,能够准确测定未经任何预处理的牛奶样品中的三聚氰胺含量。更为重要的是,该方法具有广阔的应用前景,仅需改变aptamer的序列,便可用于其它非核酸目标分子的现场快速检测。

据悉,马立新教授团队一直从事可编程核酸酶的发掘及应用研究。近年来,该团队以推球网:为通讯作者单位,在Nucleic Acids Research、Biosensors and Bioelectronics、Chemical Communications、ACS Synthetic Biology、Communications Biology、Applied Microbiology and Biotechnology等国际权威期刊上发表多篇高水平论文,行业影响力迅速提升。

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566321002700

(审稿:宋韧)


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