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张锋团队发现基因魔剪还能精准诊断传染病—新

发布时间:2017-12-04 阅读:

  张峰团队发现,基因魔法剪切能够准确的诊断出这一流行病

  中国科学家张峰和他的博德学院的同事詹姆斯·J·柯林斯(James J. Collins)以共同作者的身份报道了CRISPR。除了强大的功能之外,在获得数十亿美元的CRISPR基因编辑计划的专利诉讼不到两个月之后, GeneMicro的另一个强大的新功能是高效,简单和廉价的分子诊断工具。

  美国当地时间4月13日,国际期刊“科学”发表在线研究论文。同一天,张峰作为美国生物制药公司Editas Medicine(纳斯达克股票代码:EDIT)的共同创始人股价上涨了4.33%。

  对于这个将刷新病毒检测效率记录的系统,张锋和他的同事拿出了一个令人印象深刻的学名:SHERLOCK(特定高灵敏度酶解记录器解锁)。熟悉英国戏剧和侦探的人不陌生,这个缩写翻译成中文是一个名叫Sherlock的Sherlock。像世界上最强大的精神病学家Sherlock一样,这种新兴的分子诊断工具可以从大量的生命数据中准确地确定目标RNAs,例如,由于类似的临床症状,寨卡病毒和登革热病毒很难辨别,的SHERLOCK,医生可以快速识别病毒感染了什么样的病毒。

  不仅如此,SHERLOCK应用广泛。据报道,它不仅可以检测病毒感染和细菌感染,还可以检测耐药基因和癌细胞突变。另外,一些小的DNA序列突变将不能在SHERLOCK的眼皮下滑走。这些突变是指DNA中特定碱基的变化,这些变化通常与许多疾病有关。

  那么,SHERLOCK系统是依靠什么机制来完成这些任务呢?其核心人员是Wizard RNA和Cas13a蛋白酶,前者相当于一个驱动器,Cas13a蛋白质需要人们找到特定的RNA,这是猎物。一旦Cas13a蛋白酶发现它的猎物,它削减猎物。与其他CRISPR系统不同的是,Cas13a蛋白酶在切断猎物后不会停止,盲目地将猎物周围的RNA切断。此时,科学家预设的荧光标记会发出明显的亮光,人们可以得到一个清晰的信号:SHERLOCK系统找到了猎物。什么是猎物可以由人来设计,以达到验证和诊断的目的。

  此前,CRISPR能够在一定程度上敲除和增加遗传基因,称为基因魔力剪切,无限风光,以掩盖其在分子诊断领域的潜力。但是无论是基因编辑还是测试,CRISPR系列都受到细菌抵抗噬菌体的免疫系统的启发。

  自然是美好的。在过去的几亿年中,大自然已经发展了这些强大的酶系统。通过研究这些系统的基本生物学(机制),人类可以将其中的一些转化为重要的实际应用,例如编辑基因,如诊断。张峰告诉华盛顿邮报。

  与最常用的诊断技术ELISA(酶联免疫吸附测定)相比,SHERLOCK系统提供的检测灵敏度提高了百倍。去年,柯林斯小组开发了基于CRISPR的寨卡病毒特征分析方法,这一次,柯林斯和张峰团队合作,SHERLOCK的灵敏度再次提高了1000倍,即使只有一个单核苷酸的差异两种病毒,SHERLOCK也可以识别它,从而可以区分来自非洲和美洲的寨卡病毒。

  SHERLOCK系统的优点也体现在其接地气体上,不需要高科技设备,在实验室里,检测项目需要放在试纸或试管内,SHERLOCK就能启动,用来检测目标RNA和DNA,按成本计算,每次检测只需0.61美元(约4.2元),操作简单,价格低廉,这两个优点将使得SHERLOCK系统在欠发达地区疫情暴发中发挥更大的作用。

  目前,Zhang和Collins的团队已经在美国提交了多个专利申请的SHERLOCK系统,包括用于检测病毒,细菌和导致癌症的基因突变。

  科林斯透露,波德研究所目前正在积极探索SHERLOCK系统的商业化,也正在考虑成立一个特别的创业公司,科学报道。当然,在这个前景看好的技术上市之前,还需要美国食品和药物管理局(FDA)等管理机构的批准。

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