基因编辑技术及相关IVD产品简介

基因编辑技术通常指的是利用基因编辑系统进行分子生物学操作的技术。这里的基因编辑系统是一大类序列依赖的基因剪切酶的统称,最广泛使用为CRISPR/Cas系统,其中CRISPR全称clusteredregularlyinterspacedshortpalindromicrepeats,意为“成簇的规律间隔的短回文重复序列”;Cas指的是CRISPR-associated,意为“与CRISPR相关的(蛋白)”,可以理解为与CRISPR相关的具备某种或某些(剪切)酶活性的蛋白。由于这个系统包含CRISPR相关的剪切蛋白,因此实现了基因的剪切-拼接,达到“编辑”的功能,因此,CRISPR也成为了基因编辑技术的代名词。

基因编辑的现象最早发现于原核生物(细菌和古生菌)中,是细菌抵抗病毒的自适应免疫系统。简要来说,其原理是细菌首次被病毒入侵时,其基因组序列整合了病毒的基因组形成了一段CRISPR,当再有外源性的病毒(质粒或噬菌体)入侵时,该段CRISPR可以识别再次入侵的外源DNA,细菌利用其自身的Cas相关蛋白切断外源的基因组变为线性,使得病毒无法进行复制和表达,最终被细菌体内的酶降解。

基因编辑系统中的CRISPR/Cas系统能够“识别序列”并“剪切”的特性使得其成为基因编辑领域的良好工具,目前已发现并研究了多种CRISPR/Cas系统,包括CRISPR/Cas9,CRISPR/Cas12a,CRISPR/Cas13a等。特别是近几年发现的Cas13a,Cas12a等,他们一方面具有识别并剪切目标基因的特性,还具有无差别剪切DNA/RNA的特性。根据无差别剪切DNA/RNA的特性,研究人员将DNA/RNA设计成标记有荧光报告基因和猝灭基因的报告基团,当用CRISPR/Cas12a或CRISPR/Cas13a识别目标基因并剪切目标基因时,同时剪切下来荧光报告基因,其释放的荧光数和靶基因数量一致,这样可以通过荧光检测设备检测的荧光数量来间接检测靶基因。该项检测通过等温扩增及荧光阅读仪等常规仪器即可完成,在遵循实验室生物安全管理相关规定的前提下,应用场景广泛。

目前已有多种有关IVD检测应用研究的文章发表,总结来说,这类发表的方法通常先从人体样本中提取目标核酸(如病毒的DNA或RNA),Cas经过一段先导RNA(gRNA,guideRNA)的设计引导其配对至目标核酸序列位置,通过RPA(Re


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