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CRISPR分子诊断技术(六)

2021.6.29
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

34    不是所有的塞卡病毒都一样。2017年9月, 中科院遗传所的许执恒团队和军事医学科学院的秦成峰团队在Science上报导,prM蛋白的一个突变(S139N)增加了塞卡病毒的传染性,并引起更严重的小头症和更高的致死率。在该论文发表后一周内,Sabeti团队和张锋团队就设计、开发出几个能区分出S139N病毒突变的SHERLOCK分析方法,包括荧光或显色格式。图中Ancestral或Anc代表最早起源的野生型(139S)塞卡病毒,Derived或Der代表衍生的突变型(139N),DOM代表来自多米尼加的患者, HND代表来自洪都拉斯的患者。

图片来源:参考资料15

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35    2018年10月,在Science的又一篇论文中,Doudna团队也用“钓鱼”的方法为DETECTR技术平台找到了一个新的工具: Cas14。Cas14的第一个特点是它的个头小(40-70KD),不到其它Cas酶的一半,因而大规模生产该蛋白的难度相对较低。它的第二个特点是它只靶向单链DNA,激活后除了剪切靶ssDNA外,还非特异性地剪切其它ssDNA。

图片来源:参考资料2和12

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36   根据Cas14的第二个特点,他们设计了Cas14-DETECTR。由于Cas14-sgRNA只识别单链DNA,RPA扩增产物需要被转变为ssDNA。他们用了一个巧妙的方法:在扩增DNA时,一对引物中只有一个含有phosphorothioate (PT)。扩增后,没有被PT保护的DNA链会被T7外切酶降解,而有PT保护的单链则幸存下来,继续被Cas14-sgRNA甄选。

图片来源:参考资料2和12

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37    Cas14的第三个特点是它的识别序列没有PAM的限制,所以可以靶向任何序列。它的第四个特点是对识别序列中间的碱基的要求很严格,有一个错配就不能结合。也就是说,Cas14-DETECTR的特异性能达到单碱基,比Cas12-DETECTR的高(参照图25)。根据这一特点,Doudna团队用Cas14-DETECTR建立了高保真的SNP基因型分析方法。文中给的例子是区分蓝色眼睛和棕色眼睛的基因型。通过调控下游的OCA2基因,人的HERC2基因中第86个内显子的一个碱基的差别决定了眼睛颜色的差异:G是蓝色,A是棕色。通过对志愿者的唾液分析,他们可以迅速、准确地查出决定眼睛颜色的SNP基因分型。图中志愿者5-7的眼睛是蓝色 (GG纯和子),1-4的眼睛是棕色(1和2是AA纯和子, 3和4是AG杂合子)。

图片来源:参考资料2和12

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38    至此,在CRISPR分子诊断技术中最常用的三个Cas系统已全部亮相。

图片来源:参考资料2

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