美華裔專家開發出基因試紙:可用於檢測腫瘤DNA

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研究人員用基因剪刀技術開發“基因試紙”  

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  美國布羅德研究所華裔專家張鋒團隊開發出一種“基因試紙”,在實驗室中成功檢測出一些病毒感染及肺癌患者的腫瘤標記物。

  15日發表在美國《科學》雜誌上的論文顯示,隻需將“基因試紙”浸入處理過的樣品,一條線就會顯示出是否檢測到靶分子。CRISPR基因編輯技術發明人之一張鋒說,這種工具可用於檢測病毒、腫瘤DNA(脫氧核糖核酸)等核酸物質,便宜、方便且高效。

  試紙基於張鋒團隊此前開發的基因檢測工具“夏洛克”,名字取自小說人物偵探夏洛克·福爾摩斯,由“特異性高靈敏度酶促解鎖”的英文部分字母縮合而成。

  這種工具與當前基因研究領域的熱點技術“基因剪刀”CRISPR-Cas9的結構類似,都由gRNA(向導核糖核酸)和基因剪切蛋白兩部分組成,但“夏洛克”使用的剪切蛋白是Cas13。

  研究人員解釋說,Cas13剪開特定RNA(核糖核酸)後,會繼續剪切其周圍的RNA,他們利用這一“脫靶”缺陷,加入一種帶有RNA的熒光標記物,當標記物被剪開時,會發出熒光信號而顯示檢測結果。

  在最新發表的研究中,張鋒團隊提高了“夏洛克”的靈敏度。最初每微升血樣可檢出一個分子,而現在靈敏度是此前的100倍,可從肺癌患者血樣中檢出含量很低、來自腫瘤細胞的遊離DNA。

  此外,基因試紙最多可一次檢測4個標靶,節約了樣品用量。例如,寨卡病毒和登革病毒感染後的症狀相似,使用“基因試紙”可一次檢測出血樣中究竟是哪種病毒。

  “該技術在健康領域應用廣泛,包括檢測傳染病及發現引起耐藥性和導致癌症的基因變異。”張鋒說。在先前研究中,“夏洛克”還能識別一些產生抗生素耐藥性細菌的基因、區分大腸杆菌的一些菌株等。