无需核酸扩增的高灵敏技术——CRISPR-Cascade

时间：2025年3月18日

来源：PNAS

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生物工程学教授、格兰杰工程学院院长Rashid Bashir带领一组研究人员进行了一个项目，该项目开发出了一种新技术，可以快速、高灵敏度地检测出低浓度的多重耐药细菌和其他病原体。

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校生物工程系教授、Grainger工程学院院长Rashid Bashir领导的研究团队开发了一种新技术，能够快速、高灵敏度地检测低浓度的多重耐药菌和其他病原体。

这项研究发表在《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 》上。

研究人员设计了一种基于CRISPR的检测方法，能够在血液中快速检测低水平的病原体遗传物质，且无需核酸扩增。在传统的CRISPR/Cas诊断测试中，引导RNA结合病原体的DNA或RNA，激活Cas酶切割荧光报告核酸，从而实现检测。然而，单一CRISPR技术在没有预扩增步骤的情况下无法检测低水平的病原体。

Bashir团队通过构建一个名为CRISPR-Cascade的复合体，将两个CRISPR/Cas单元组合在一起，从而绕过了扩增步骤。其中一个单元包含针对特定病原体核酸的引导RNA和Cas蛋白。当Cas切割系统中添加的特异性设计核酸时，核酸片段会释放并激活第二个CRISPR/Cas单元，触发正反馈循环，从而实现高信噪比。

该检测方法表现出前所未有的灵敏度，能够在无需预扩增的情况下检测到浓度极低的多重耐药金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）DNA，其灵敏度远高于单一Cas检测方法。此外，该检测方法还能够对含有四种常见血液病原体的样本进行简单的“是/否”检测，判断是否存在某种病原体。

研究人员表示，这些结果可用于开发高灵敏度的CRISPR诊断测试，能够在几分钟内检测病原体，而无需核酸扩增。