高效、特异地捕获目标DNA片段是精准基因检测、基因组研究及疾病诊断中的关键技术环节。然而，传统的杂交探针捕获方法在特异性、灵活性和低丰度样本处理上仍存在明显局限，尤其在实现对多靶标位点的高通量富集时，捕获效率低、操作复杂且成本高，严重制约了靶向测序（tNGS）和分子诊断技术的应用推广。

中国科学院天津工业生物技术研究所王猛研究员带领的高通量编辑与筛选平台实验室开发了一种新型融合蛋白靶向DNA捕获方法——UdgX-SSBE3（CBE与UdgX融合），首次实现了通过酶促标记与共价捕获相结合的策略，对目标DNA片段进行高效富集。该方法核心原理为：利用CBE在目标DNA上将胞嘧啶（C）转化为尿嘧啶（U）以打上“标签”，随后由UdgX识别并与其形成共价结合，从而实现对几乎任意目标位点的精准捕获。

研究团队以多基因疾病相关突变片段和标准靶标序列为模型，系统验证了UdgX-SSBE3的捕获性能。在复杂基因组背景中，该融合蛋白能够准确识别目标DNA并高效富集，捕获特异性明显优于传统杂交探针方法；同时，方法兼具可编程性和灵活性，通过更换gRNA即可快速切换不同目标序列，实现多靶标并行捕获。深度测序结果显示，该方法在低丰度DNA样本中也可实现稳定、重复性高的富集效果，为高通量靶向测序提供可靠的技术保障。

与市场主流的KAPA HyperCap法相比，该技术在关键覆盖度指标上表现更为突出，能够实现更高比例的有效测序覆盖。虽然两者在覆盖均匀性方面相近，但新方法在整体覆盖完整性与准确性上更具优势，有助于提升目标片段的捕获效率和数据可靠性。

在实验流程上，该技术采用更低密度的 sgRNA 设计，无需额外标记步骤，并显著缩短了杂交时间，从而大幅简化操作。整体实验周期由传统方法的近一天压缩至数小时，多个关键步骤均得到优化，显著提升了通量和效率。相比传统探针捕获和商业化富集产品，UdgX-SSBE3介导的捕获方法探针需求量大幅减少、操作条件温和、捕获效率高且具有灵活可编程性，为靶向测序和基因组分析提供了全新的技术路径。未来，该技术可广泛应用于疾病相关突变检测、肿瘤液体活检、病原体快速鉴定及高通量基因组研究，为精准医学和分子诊断提供有力工具。

该工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项、中国科学院青年创新促进会和天津市科技计划重点项目的资助。相关研究结果已在国际期刊Chemical Engineering Journal上发表。中国科学院天津工业生物技术研究所潘文嘉工程师为论文的第一作者，王猛研究员为论文的通讯作者。（来源：中国科学院天津工业生物技术研究所）

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.169737

UdgX-SSBE3蛋白靶向DNA捕获方法

UdgX-SSBE3蛋白靶向多基因疾病相关靶点捕获方法

本方法与市场主流产品的对比评估