CRISPR超越荧光PCR,检测新冠速度快9倍

(文章来源:deeptech)
加利福尼亚大学旧金山分校的研究人员和 mammoth biosciences 的科学家在 nature biotechnology 发表论文《crispr–cas12-based detection of sars-cov-2》,文中报告了一种基于 crispr–cas12 的侧向流动检测技术,可从鼻咽拭子 rna 提取物中检测 sars-cov-2。“快速(<40 分钟)、易于实现、准确”论文中这样评价到。
论文介绍,该方法为美国疾病控制和预防中心对 sars-cov-2 实时 rt-pcr 测定提供了直观、快速的替代方法,阳性预测率达 95%,阴性预测率达 100%。同时,该技术不需要专门的设备,可以帮助缓解美国的检测积压问题。
生辉(sciphi)发现,crispr 领域的科学家 jennifer doudna 是 mammoth biosciences 的顾问委员会成员。jennifer doudna 是加州大学伯克利分校的化学和分子生物学与细胞生物学教授,因发现名为 crispr 的基因编辑技术中的作用而举世闻名。
是她首次揭露了核酶的基本结构和功能,这项工作为她后来帮助开创 crispr-cas 9 打下了基础。其研发的 crispr-cas 9 是现阶段成本最低的编辑基因工具。除了对 crispr 的科学贡献外,jennifer doudna 还带头公开辩论用 crispr-cas9 编辑人类胚胎的伦理意义。
目前,美国食品和药物管理局(fda)尚未批准这项试验,但正在进行临床评估,以快速获得批准。新冠疫情在美国的爆发让病毒检测试剂盒需求量增大,美国当地实验室已经开发出基于定量 rt-pcr(qrt-pcr)检测方法的试剂盒,可在 4-6 小时内完成病毒检测,该技术已获美国疾病控制与预防中心 (cdc) 特批紧急使用授权(eua)。
但由于需要将样本隔夜运往参考实验室,因此用于筛查和诊断可疑 sars-cov-2 的患者的周转时间已超过 24 小时。尽管检测时间较快,所需设备也相对简单,但效用仅限于诊断急性 sars-cov-2 感染,适用范围较窄。研究团队从鼻咽或口咽拭子中提取 rna,体外扩增后用 cas12 检测预定义的冠状病毒序列,以此实现对 sars-cov-2 的检测。
“这一过程在约 40 分钟内即可完成对病毒的检测和确认,克服了速度慢的问题,这对美国来说至关重要。”
值得注意的是,该项新试验是第一批使用 crispr 基因靶向技术检测新冠病毒的试验之一,可以对 crispr 进行修饰以使其靶向任何基因序列。“这一特点将加速下一代新冠病毒检测手段的部署。”该研究共同通讯作者、首席开发人员、ucfs 检验医学教授 charles chiu 说到。
crispr/cas 系统作为一种新兴的基因定点编辑技术正在逐渐成熟,并已在多个动植物物种中成功得到应用,它广泛存在于细菌及古生菌中, 是机体长期进化形成的 rna 指导的降解入侵病毒或噬菌体 dna 的适应性免疫系统。它的出现为基因工程提供了一个强有力的应用新工具, 在基因功能解析、人类疾病靶向治疗等应用中有巨大的潜力和广阔的前景; 研究表明,crispr/cas 系统有望加速重要农作物水稻、小麦性状改良与分子定向育种。更令人鼓舞的是, 其操作简单、实验周期短、节约成本, 有利于在普通实验室推广这一技术。
早在2月14日,麻省理工学院和哈佛大学博德研究所(the broad institute)的核心成员张锋,omar abudayyeh 和 jonathan gootenberg 就已经使用基于 crispr 的 sherlock 系统,开发了适用于纯化的 rna 的研究方案,这可能有助于开发基于 crispr 的诊断方法来临床检测 covid-19。
4月6日,张锋团队纯化的利用 sherlock 系统纯化 rna 的方案已经成功,纯化过程可以在 5 分钟内完成。4月8日,在上述基础上,张锋团队开发了名为 lamp-seq 的诊断方法,该方法有可能显著扩大 covid-19 测试的规模,预计每天可分析数百万个样品。虽然这些技术和研究方案尚未经临床诊断测试认可。但是已经证明 crispr 技术的成熟利用或将对新冠病毒检测带来新的可能性。


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