在120例患者检体中验证性能…通过调控CRISPR反应速度构建通用平台

GIST研究团队开发出一项下一代基因检测技术,不仅可在约20分钟内诊断传染病,还可检测癌症和遗传性疾病。该技术在无需复杂设备的前提下,兼具现有聚合酶链式反应(PCR)水平的准确度和敏感度,并可扩展至多种疾病,被视为下一代现场即时检测技术的通用平台。


光州科学技术院表示,化学系教授 Kim Mingon 研究团队开发出一项基因诊断技术,可灵活设计并检测多种疾病的靶向基因。该研究成果已于本月3日在线发表在国际学术期刊《Nucleic Acids Research》上。

通过调节寡核苷酸长度来控制CRISPR基因切割速度,并在真实患者检体中验证其准确性的诊断平台示意图。研究团队提供

通过调节寡核苷酸长度来控制CRISPR基因切割速度,并在真实患者检体中验证其准确性的诊断平台示意图。研究团队提供

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此次技术的核心在于:在基于CRISPR的单管(one-pot)诊断过程中,像“刹车”一样插入短基因片段(寡核苷酸),从而精确调控检测反应速度。以往不同基因的扩增与检测反应速度各不相同,必须反复寻找最佳条件;而研究团队提出了一套仅通过调节寡核苷酸长度就能独立控制反应速度的设计规则。


将该技术应用于120例真实患者来源检体后,能够在约20分钟内判读是否感染,并验证了其准确度和敏感度与定量PCR相当。研究团队表示,由此证明该技术在兼顾快速性和可靠性的同时,具备临床应用的可行性。

研究团队合影。后排自左起为化学系研究教授 Lee Hoyeon、硕士研究生 Lee Gyuhan、博士研究生 Park Junhyeok 和 Park Yeo Jin;前排自左起为硕博连读研究生 Park Hyeongbin(第一作者)、教授 Kim Mingon(通讯作者)、硕士研究生 Yoon Jiyoung。GIST 提供

研究团队合影。后排自左起为化学系研究教授 Lee Hoyeon、硕士研究生 Lee Gyuhan、博士研究生 Park Junhyeok 和 Park Yeo Jin;前排自左起为硕博连读研究生 Park Hyeongbin(第一作者)、教授 Kim Mingon(通讯作者)、硕士研究生 Yoon Jiyoung。GIST 提供

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该技术的优势在于不局限于某一种特定疾病的通用性。只需更改寡核苷酸的设计,即可在同一平台上应对包括新冠肺炎在内的传染病、癌症以及遗传性疾病的诊断。针对不同基因反复进行条件优化的过程也大幅缩减,有望显著提升诊断技术的开发速度。


Kim Mingon 教授表示:“我们提出的不是只针对单一疾病的技术,而是能够根据多种基因靶标进行设计的诊断平台的可能性。目前主要围绕传染病患者来源样本进行了验证,今后有望扩展应用至癌症和遗传性疾病领域。”



GIST认为,此次成果不仅具有学术意义,在向下一代分子诊断产业进行技术转移方面也具备较高潜力,计划推进后续产业化工作。


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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