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当CRISPR遇上分子诊断, cas9、cas12、cas13、cas14蛋白

 

       2020年,Jennifer Doudna教授和Emmanuelle Charpentier博士所发现的CRISPR-Cas9“基因剪刀”被授予诺贝尔化学奖。随后,CRISPR-Cas技术得到快速发展,在很短的时间内完成了由基础理论到初步科学验证,进入到多种不同的应用领域。

       在IVD领域,基于CRISPR-Cas为基础所开发的新兴诊断被用于传染病和癌症监测中,并以其快速、便携、经济、高效等特点为分子检测带来革新。让我们一起来总结CRISPR技术中的几位"大主角",cas9、cas12、cas13、cas14蛋白所延伸的分子诊断技术。为行业内的学者、科研人员和工作者带来一些启发。

 

CRISPR-Cas诊断平台
CRISPR-Cas diagnostic platform

CRISPR-Cas系统广泛而成功的应用于基因编辑已有近20年,最近几年研究者发现其可用于分子诊断,可在不依赖于实验室和仪器的条件下,实现对多种病原体进行快速准确的检测。 CRISPR-Cas系统分子检测一般包括以下几个步骤:

 

Cas9: 靶向切割DNA
Cas9: Targets and cuts DNA

CRISPR Chip技术

       CRISPR Chip技术是将dCas9蛋白与石墨烯电子晶体管结合,dCas9识别目标DNA并将其连接到晶体管上,从而改变晶体管的导电性以产生信号。CRISPR Chip技术具有高灵敏度,可以在15分钟内检测低至1.7 fM的目标DNA。这种便携式、无扩增的方法被用于诊断杜氏肌萎缩症临床样本的外显子突变

FLASH-NGS技术

       FLASH-NGS平台结合了Cas9和下一代测序(NGS)技术,用于精确识别病原体 。FLASH-NGS成功应用在耐药病原微生物检测中,主要检测金黄色葡萄球菌及恶性疟原虫耐药基因,并且在其他依赖多重PCR的领域同样具有应用价值。

 

Cas12:靶向切割DNA和附属切割ssDNA
Targets DNA with collateral cleavage of ssDNA

       在基于Cas12的检测系统中,目标DNA在等温条件下通过重组酶聚合酶扩增(RPA)或环介导等温扩增(LAMP)进行扩增,当Cas12检测并切割特定的目标DNA序列时,它也会特异性地切割连接荧光分子的ssDNA,产生荧光信号。该检测系统已经应用于HPV和SARS-CoV-2等病原体的特异性检测

 

Cas13:靶向切割ssRNA和附属切割任意ssRNA
Targets ssRNA with collateral cleavage of ssRNA

       在基于Cas13的检测系统中,目标RNA在等温条件下通过重组酶聚合酶扩增(RPA)进行扩增,当Cas13检测并切割特定的目标RNA序列时,它也会特异性地切割连接荧光分子的ssRNA,产生荧光信号。该检测系统已经应用于寨卡病毒和登革病毒的特异性检测

 

Cas14:靶向切割ssDNA和附属切割ssDNA
Targets ssDNA with collateral cleavage of ssDNA

       在基于Cas14的检测系统中,目标ssDNA经过扩增后,当Cas14检测并切割特定的目标ssDNA序列时,同时会特异性地切割连接荧光分子的ssDNA,产生荧光信号。该检测系统显示出更强的特异性,可以高保真检测DNA SNP,如控制人类眼睛颜色的变体HERC2。

 

美格生物与CRISPR-Cas蛋白
Magigen biotech and CRISPR-cas proteins

       美格生物作为分子原料酶开发与生产的原料供应商,拥有种类齐全、性能优越、纯蛋白体系的CRISPR-Cas蛋白产品,其中包括Cas9、Cas12、Cas13,欢迎广大客户咨询挑选, 与了解产品更多信息请预览 https://www.magigen.net/product/8/,或联系人韩女士,18027152056(微信同号)。

 

 

关于美格生物

 

美格生物成立于2012年,致力于分子原料酶的创新开发与工业级生产。

企业由中组部首批高层次引进人才教授创建,团队内包含多名副教授及博士后, 和原料酶及IVD领域资深人才。

企业拥有2100平方米研发和生产基地,可满足从原料酶生产、试剂盒生产、质控测试、成品包装等全流程制备工艺,主要蛋白原料的周产能可达百万人份级别。

 

欢迎咨询,了解更多详细信息!

 

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