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什么是SHERLOCK技术?

作者:Magigen

说到SHERLOCK,熟悉福尔摩斯的人都知道,大侦探夏洛克·福尔摩斯,Sherlock Holmes。

但今天美格君要讲的SHERLOCK,是一种CRISPR检测技术,Specific High-sensitivityEnzymatic Reporter unLOCKing的缩写,特异性高灵敏度酶促解锁,也可以说是侦探技术,发明人是大牛张锋同志。看来张大侠当年也是一个福尔摩斯迷。

2016年6月,张锋首次发现CRISPR/Cas13a能精确剪切细菌细胞中的特定RNA序列,这跟CRISPR Cas9蛋白不一样, cas9蛋白切割的是DNA。但是,cas13a蛋白在剪切了目标RNA后, 还能保持活性,还管闲事,继续剪切其他非目标RNA。同年9月,其他团队运用Cas13a蛋白这种“附带切割”特性,开发出RNA检测工具,但灵敏度低,无法满足许多研究和诊断所需的灵敏度要求。

为此,张锋团队经过巧妙构思,向系统加入一种特定RNA荧光标记物,并使用RDA扩增技术,能依靠恒温扩增检测样本中的RNA,使系统灵敏度提高了100万倍,可以准确检测到单个核酸分子。

因新系统可以发现蛛丝马迹的特征,张锋将其命名为“神探夏洛克”。

为了方便大家理解,美格君画了一个简单的说明图。

sherlock test 检测技术

SHERLOCK是怎样工作的呢?

SHERLOCK技术的原理:

1. 利用crRNA对进行CRISPRCas13酶编程,该crRNA由一个DR序列和一个Spacer(如蓝色所示)组成。(图A)

2. 在典型的VI-a型Cas13中,RNA切割由两个HEPN结构域(higher eukaryotic and prokaryotic nucleasedomains,红色方块)介导。(图B)

3. crRNA-靶RNA双链结合到Cas13a中的核酸酶叶(nuclease lobe, NUC)的一种带正电荷的中心通道内,而且一旦结合靶RNA,cas13a和crRNA经历显著的构象变化。这种crRNA-靶RNA双链形成促进Cas13a的HEPN1结 构域移向HEPN2结构域,从而激活Cas13a的HEPN催化位点,随后cas13a就以一种非特异性的方式切割单链靶RNA和其他的RNA。

4. 通过CRISPR-Cas13a附带的RNase活性,将报告分子解锁。CRISPRCas13RNA复合物通过与互补的靶RNA结合而被激活。这种激活触发了非特异性RNA报告子的附带切割。被荧光标记的报告分子(荧光团)在报告分子完整时,由于受到抑制发光分子的抑制,被“锁住”,不发光。一旦被激活的CRISPRCas13复合物切割,“锁”被打开,就会发出荧光。(图C)

就在张锋发明了SHERLOCK技术的同时,Jennifer发明了DETECTR, 两位大侠在CRISPR快速检测市场开始了另一轮厮杀。


什么是DETECTR检测技术?


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