作者:王盈颖 王灿 来源:澎湃新闻 发布时间:2017/4/15 10:01:14
选择字号:
张锋团队发现基因魔剪还能精准诊断传染病

 

打赢价值数十亿美元的基因编辑技术CRISPR的专利官司不到两个月,华人科学家张锋及其博德研究所同事詹姆斯·柯林斯(James J. Collins)以共同通讯作者的身份,报告了CRISPR除了“基因魔剪”身份外的另一强大新功能——一种高效、简便、低廉的分子诊断工具。

美国当地时间4月13日,国际期刊《科学》在线发表了上述研究的论文。当日,张锋作为联合创始人的美国生物医药公司Editas Medicine(NASDAQ:EDIT)股价上涨4.33%。

对于这个将刷新病毒检测效率记录的系统,张锋和同事取了一个令人印象深刻的学名:SHERLOCK(Specific High Sensitivity Enzymatic Reporter UnLOCKing)。熟悉英剧和侦探小说的人不会陌生,这个学名缩写翻译成中文是有“神探”之称的夏洛克。如同有破案超能力的夏洛克,这项新问世的分子诊断工具可以从海量的生命数据中精准识别目标RNA。比如,寨卡病毒和登革热病毒因临床症状相似而很难辨别,而在SHERLOCK的帮助下,医生可以很快确认患者到底是感染了哪种病毒。

不仅于此,SHERLOCK的应用场景很广泛。据介绍,它非但可以检测病毒感染和细菌感染,还可以“侦查”到耐药基因、癌细胞的突变。此外,DNA上一些微小的序列突变也将无法在SHERLOCK的“眼皮”下溜走,这些序列突变指的是DNA上特定碱基发生了变化,而这些变化往往和很多疾病挂钩。

那么,SHERLOCK系统是依靠什么机制完成这些工作的呢?它的主要“员工”是向导RNA和Cas13a蛋白酶,前者相当于一位司机,将Cas13a蛋白“带路”到人们需要找到的特定RNA,也就是“猎物”。一旦Cas13a蛋白酶找到“猎物”,它就会把“猎物”切开。不像其他的CRISPR系统,Cas13a蛋白酶切开“猎物”后不会罢休,还会盲目地切开“猎物”周围的RNA。这时,科学家预置的荧光标记物就会发出明显的亮光,人们由此可以得到清晰的信号:SHERLOCK系统已经找到“猎物”了。“猎物”是什么则可由人们自行设计,从而达到检定和诊断的目的。

此前,CRISPR因能高效地敲除、添入基因,被誉为“基因魔剪”,风光无限,在一定程度上掩盖了它在分子诊断上的潜能。但不管是用来做基因编辑,还是用来做检定,CRISPR系列都是科学家从细菌对抗噬菌体的免疫系统中得到启发而来。

“自然界很奇妙。在过去亿万年的时间里,自然界演化出这些强大的酶系统。通过研究这些系统的基本生物学(机制),人类可以将他们中的一部分转化为会重要的实际应用,比如编辑基因,比如诊断。”张锋对《华盛顿邮报》说。

相比目前最常用的诊断技术ELISA(酶联免疫吸附剂测定),SHERLOCK系统的检测灵敏度提高了百万倍。去年,柯林斯的团队研发出基于CRISPR的寨卡病毒检定技术。而这次,柯林斯和张锋团队合作,SHERLOCK的灵敏度又在此前的基础上提高了1000倍。就算两个病毒之间只存在单个核苷酸上的差别,SHERLOCK也能将其识别出来,这就可以区别来自非洲和来自美洲的寨卡病毒。

SHERLOCK系统的优势还体现在它的“接地气”上。不需要高科技的仪器,在实验室里,把所需要检测的物品放在试纸上或试管里,SHERLOCK就能“开工”,用于“侦查”目标RNA和DNA。在成本上,每次测试仅需要0.61美元(约为4.2元人民币)。简便的操作和低廉的价格,这两个优势将让SHERLOCK系统在欠发达地区疫情突发时发挥更大的作用。

目前,张锋和柯林斯的团队已经提交了数个SHERLOCK系统在美国的专利申请,其中包括它在检定病毒、细菌、引起癌症的基因突变上的应用。

据《科学》杂志报道,柯林斯透露,博德研究所目前正在积极探索SHERLOCK系统的商业化,也在考虑成立专门的初创公司。当然,在这项富有前景的技术真正上市之前,它还需要通过美国食品药品监督管理局(FDA)等监管机构的审批。

 
特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
以下评论只代表网友个人观点,不代表科学网观点。 

2017/4/15 22:30:26 AI2017
怎一个牛字了得!
2017/4/15 13:21:35 golden87
华人的骄傲!
目前已有2条评论
相关新闻 相关论文

图片新闻
2019年世界气象日开放活动启动 南京古生物博物馆:许你一个花花世界
复杂社会与道德神灵 日本专家小组认为基因编辑食品安全
>>更多
 
一周新闻排行 一周新闻评论排行
 
编辑部推荐博文
 
论坛推荐