高效精準的核酸檢測技術(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用。基于CRISPR的基因組編輯技術(shù)極大地革新了生物醫學(xué)研究。有趣的是，除了能夠通過(guò)對基因組精準操控來(lái)進(jìn)行功能基因組學(xué)研究，最近一些研究發(fā)現CRISPR系統的某些效應蛋白，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(jiǎn)便地進(jìn)行核酸檢測，在傳統的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系統大多來(lái)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)物研究所李偉團隊在2018年首次成功地改造Cas12b系統用于哺乳動(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。在此基礎上，研究團隊發(fā)現Cas12b蛋白在激活之后同樣具有任意切割ssDNA的特性，并開(kāi)發(fā)出 CDetection（Cas12b-mediated DNA detection）檢測系統，可以用于微量DNA的簡(jiǎn)便快速檢測。CDetection是集Cas12b蛋白、向導RNA、ssDNA熒光報告分子和 RPA（recombinase polymerase amplification）等溫擴增于一體的DNA快速檢測系統。Cas12b蛋白在靶向切割RPA擴增目標DNA后激活ssDNA切割活性，任意切割ssDNA熒光報告分子，從而發(fā)出熒光信號（如圖）。基于團隊前期研究發(fā)現的Cas12b能夠適應較廣溫度（25~60℃）和pH（1~8）的穩定性，CDetection系統相較Cas12a-DETECTR系統具有更高的靈敏度，可以實(shí)現亞aM（10-19 M）的靈敏DNA檢測；同時(shí)，通過(guò)tgRNA（tuned gRNA）的引入，CDetection可以實(shí)現單堿基的區分。利用CDetection系統，能夠快速地實(shí)現細胞、血液、尿液以及動(dòng)植物中的細菌和病毒感染、基因分型以及SNP突變檢測。
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)物所和中科院干細胞與再生醫學(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略科技先導專(zhuān)項及科技部、基金委等的資助。
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