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中南大学梁德生课题组发表CRISPR/Cas系统用于遗传病和肿瘤基因检测的新成果

来源:生命科学学院 点击次数:次 发布时间:2021-09-19 作者:陈妙妙 朱利平

本网讯 近日,中南大学梁德生课题组在国际学术期刊《Biosensors》上连续发表“Cas12a and Lateral Flow Strip-Based Test for Rapid and Ultrasensitive Detection of Spinal Muscular Atrophy”和“CRISPR/Cas12a-Based Ultrasensitive and Rapid Detection ofJAK2V617F Somatic Mutation in Myeloproliferative Neoplasms”两篇研究论文,首次报道CRISPR/Cas系统用于遗传病和肿瘤基因检测,并申请了三项国家发明专利。

成簇规律间隔短回文重复序列及相关蛋白(CRISPR/Cas)是细菌抵抗外源质粒或噬菌体感染的防御体系,能特异识别和切割靶DNA。Cas核酸酶家族中的Cas12a能在crRNA引导下识别靶双链DNA(dsDNA)并被激活,活化后的Cas12a具有非特异性切割单链DNA(ssDNA)的附带切割活性。Cas12a这一特性已被用于病原体核酸检测,但在遗传病和肿瘤基因检测方面尚未见报道。梁德生教授团队立足于我国出生缺陷和肿瘤防治的重大需求,研发出精准快速、简易低成本的Cas12a核酸检测技术体系,具有广阔的应用前景。

脊髓性肌萎缩症(SMA)是常染色体隐性遗传病,由脊髓前角运动神经元变性导致进行性肌萎缩,是婴幼儿遗传病的头号杀手。我国人群SMA发病率1/6000-1/10000,携带者频率高达1/40-1/50。该团队研发了Cas12a-SMA-试纸条和Cas12a-SMA-荧光检测技术分别用于SMA新生儿筛查和携带者筛查,除了外周血,还兼容干血斑、头发和口腔拭子等多种微量DNA样本。研究结果还证明该技术能扩展至杜氏肌营养不良和地中海贫血等严重遗传病的基因检测。

图示描述已自动生成

经典骨髓增殖性肿瘤(MPNs)是中国人群较为常见的一种恶性髓系肿瘤,JAK2V617F突变是MPNs确诊、治疗和监测的主要分子靶标。该团队开发的基于Cas12a的JAK2V617F突变即时检测(POCT)方法,检测灵敏度高达1/10000,有助于MPNs的早期诊断和靶向治疗药物的选择。

中南大学生命科学学院博士研究生张春华、陈妙妙分别为2篇文章的第一作者,中南大学生命科学学院梁德生教授、周妙金博士后为共同通讯作者,中南大学生命科学学院为第一单位。以上研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等的基金支持。


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