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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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動(dòng)物所開發(fā)出快速精準(zhǔn)的核酸檢測技術(shù)

2019-07-04 動(dòng)物研究所

【字體：大中小】

語音播報(bào)

　　高效精準(zhǔn)的核酸檢測技術(shù)在傳染病原檢測、食品安全檢疫和致病基因篩查等許多方面具有重要的應(yīng)用。基于CRISPR的基因組編輯技術(shù)極大地革新了生物醫(yī)學(xué)研究。有趣的是，除了能夠通過對基因組精準(zhǔn)操控來進(jìn)行功能基因組學(xué)研究，最近一些研究發(fā)現(xiàn)CRISPR系統(tǒng)的某些效應(yīng)蛋白，例如Cas12a，在切割靶DNA后會(huì)受激獲得切割非靶向單鏈DNA（ssDNA）的活性，從而能夠用于快速簡便地進(jìn)行核酸檢測，在傳統(tǒng)的PCR和測序技術(shù)之外建立了一種新的核酸檢測技術(shù)。

　　CRISPR-Cas12b/C2c1系統(tǒng)大多來自嗜熱菌，由于其嗜高溫的特性研究相對較少。中國科學(xué)院動(dòng)物研究所李偉團(tuán)隊(duì)在2018年首次成功地改造Cas12b系統(tǒng)用于哺乳動(dòng)物基因組編輯，建立了Cas9和Cas12a之后的第三個(gè)CRISPR基因編輯工具。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)Cas12b蛋白在激活之后同樣具有任意切割ssDNA的特性，并開發(fā)出 CDetection（Cas12b-mediated DNA detection）檢測系統(tǒng)，可以用于微量DNA的簡便快速檢測。CDetection是集Cas12b蛋白、向?qū)?/span>RNA、ssDNA熒光報(bào)告分子和 RPA（recombinase polymerase amplification）等溫?cái)U(kuò)增于一體的DNA快速檢測系統(tǒng)。Cas12b蛋白在靶向切割RPA擴(kuò)增目標(biāo)DNA后激活ssDNA切割活性，任意切割ssDNA熒光報(bào)告分子，從而發(fā)出熒光信號（如圖）?；趫F(tuán)隊(duì)前期研究發(fā)現(xiàn)的Cas12b能夠適應(yīng)較廣溫度（25~60℃）和pH（1~8）的穩(wěn)定性，CDetection系統(tǒng)相較Cas12a-DETECTR系統(tǒng)具有更高的靈敏度，可以實(shí)現(xiàn)亞aM（10^-19 M）的靈敏DNA檢測；同時(shí)，通過tgRNA（tuned gRNA）的引入，CDetection可以實(shí)現(xiàn)單堿基的區(qū)分。利用CDetection系統(tǒng)，能夠快速地實(shí)現(xiàn)細(xì)胞、血液、尿液以及動(dòng)植物中的細(xì)菌和病毒感染、基因分型以及SNP突變檢測（如圖）。

　　相關(guān)成果于7月2日在國際學(xué)術(shù)期刊Genome Biology 發(fā)表。該研究工作由動(dòng)物所和中科院干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)創(chuàng)新研究院完成。動(dòng)物所研究員李偉和周琪為論文的通訊作者；博士生滕飛、郭璐為共同第一作者。該研究受到中科院戰(zhàn)略科技先導(dǎo)專項(xiàng)及科技部、基金委等的資助。

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圖：CDetection實(shí)現(xiàn)DNA的快速精準(zhǔn)檢測

　　高效精準(zhǔn)的核酸檢測技術(shù)在傳染病原檢測、食品安全檢疫和致病基因篩查等許多方面具有重要的應(yīng)用?；贑RISPR的基因組編輯技術(shù)極大地革新了生物醫(yī)學(xué)研究。有趣的是，除了能夠通過對基因組精準(zhǔn)操控來進(jìn)行功能基因組學(xué)研究，最近一些研究發(fā)現(xiàn)CRISPR系統(tǒng)的某些效應(yīng)蛋白，例如Cas12a，在切割靶DNA后會(huì)受激獲得切割非靶向單鏈DNA（ssDNA）的活性，從而能夠用于快速簡便地進(jìn)行核酸檢測，在傳統(tǒng)的PCR和測序技術(shù)之外建立了一種新的核酸檢測技術(shù)。
　　CRISPR-Cas12b/C2c1系統(tǒng)大多來自嗜熱菌，由于其嗜高溫的特性研究相對較少。中國科學(xué)院動(dòng)物研究所李偉團(tuán)隊(duì)在2018年首次成功地改造Cas12b系統(tǒng)用于哺乳動(dòng)物基因組編輯，建立了Cas9和Cas12a之后的第三個(gè)CRISPR基因編輯工具。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)Cas12b蛋白在激活之后同樣具有任意切割ssDNA的特性，并開發(fā)出 CDetection（Cas12b-mediated DNA detection）檢測系統(tǒng)，可以用于微量DNA的簡便快速檢測。CDetection是集Cas12b蛋白、向?qū)NA、ssDNA熒光報(bào)告分子和 RPA（recombinase polymerase amplification）等溫?cái)U(kuò)增于一體的DNA快速檢測系統(tǒng)。Cas12b蛋白在靶向切割RPA擴(kuò)增目標(biāo)DNA后激活ssDNA切割活性，任意切割ssDNA熒光報(bào)告分子，從而發(fā)出熒光信號（如圖）?；趫F(tuán)隊(duì)前期研究發(fā)現(xiàn)的Cas12b能夠適應(yīng)較廣溫度（25~60℃）和pH（1~8）的穩(wěn)定性，CDetection系統(tǒng)相較Cas12a-DETECTR系統(tǒng)具有更高的靈敏度，可以實(shí)現(xiàn)亞aM（10-19 M）的靈敏DNA檢測；同時(shí)，通過tgRNA（tuned gRNA）的引入，CDetection可以實(shí)現(xiàn)單堿基的區(qū)分。利用CDetection系統(tǒng)，能夠快速地實(shí)現(xiàn)細(xì)胞、血液、尿液以及動(dòng)植物中的細(xì)菌和病毒感染、基因分型以及SNP突變檢測（如圖）。
　　相關(guān)成果于7月2日在國際學(xué)術(shù)期刊Genome Biology 發(fā)表。該研究工作由動(dòng)物所和中科院干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)創(chuàng)新研究院完成。動(dòng)物所研究員李偉和周琪為論文的通訊作者；博士生滕飛、郭璐為共同第一作者。該研究受到中科院戰(zhàn)略科技先導(dǎo)專項(xiàng)及科技部、基金委等的資助。
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　　圖：CDetection實(shí)現(xiàn)DNA的快速精準(zhǔn)檢測

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