小非編碼RNA (Small noncoding RNA, sncRNA)是生命活動的重要調控因子,在基因表達調控、生物發育、代謝和疾病中發揮著重要作用。然而,目前許多現有檢測方法對<22個核苷酸(nt)的超短sncRNA的檢測特異性較差。CRISPR/Cas13a系統是一種很有前景的核酸檢測技術,可在不受基因組DNA干擾的情況下直接檢測sncRNA。目前的報告表明,標準CRISPR/Cas13a系統檢測28 nt 靶標RNA時可在20分鐘內迅速產生強烈的熒光信號,然而檢測超短靶標RNA時的檢測性能急劇下降。

針對這一挑戰,深圳大學化學與環境工程學院劉翼振副教授在國際分析化學頂級期刊、自然指數收錄期刊《AnalyticalChemistry》上發表了題為“Foldback-crRNA-Enhanced CRISPR/Cas13a System (FCECas13a)Enables Direct Detection of Ultrashort sncRNA”的研究成果。深圳大學為獨立通訊單位,已申請國家發明專利(CN116287129A)。https://doi.org/10.1021/acs.analchem.3c02687

回折crRNA增強的CRISPR/Cas13a系統檢測超短sncRNA
如圖所示,該研究提出了一種回折crRNA增強的CRISPR/Cas13a (FCECas13a)系統,解決了現有CRISPR/Cas13a系統在檢測超短sncRNA方面的局限性。對于17 nt的超短RNA, FCECas13a系統表現出了與標準的28 nt靶RNA系統相當的優秀反式切割性能。本研究將這種方法用于miRNA720(17nt)和miRNA2392(20nt)短鏈的測試,證實了其不僅能檢測傳統CRISPR/Cas13a無法檢測的超短鏈,而且達到了fM級的靈敏度。本研究提出的FCECas13a系統克服了長期以來直接檢測超短RNA的挑戰。FCECas13a系統的簡單、敏感和特異性,加上其與其他檢測方法的兼容性,使其成為各種臨床診斷和商業應用的有力工具。
該項目獲得廣東省自然科學基金、深圳市高校穩定支持計劃面上項目的支持。