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基于Argonaute核酸酶多重快速检测病原微生物的新技术已被BIOB学术期刊纳为重点推荐文章

2021.12.31

倒数2021年的钟声,2022年的脚步越来越近,新的一年意味着新的起点新的机遇新的挑战。交弘生物科技(上海)有限公司从2021年4月份成立以来,短短8个月的时间,从最初几人的专家团队发展成有规模的高科技企业。公司文化让我们勇往直前,奋斗不息。公司精神让我们开拓创新,追求发展在全体员工的共同努力,上下一心,艰苦奋斗,同舟共济,全力拼搏,公司一定能够创造出更加辉煌的业绩,在IVD行业里占有一席之地。

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小编也一直在关注IVD行业的各大新闻,经小编查询BIOB七月重点推荐的文章:基于Argonaute核酸酶多重快速检测病原微生物的新技术。

Bioresources and Bioprocessing(《生物资源与生物加工》,简称BIOB)是华东理工大学自主创办的英文学术期刊,被DOAJ、Scopus 、ESCI 等十几个数据库收录,内容涵盖微生物及生物质资源的利用、合成生物学与代谢工程、生物催化与酶工程、生物加工过程工程以及环境生物技术等多个生物工程重要应用领域。

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文章内容具体如下:
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研究背景

病原微生物对人类健康和经济发展造成严重威胁。针对患者呼吸道标本、血液等进行病原微生物的核酸检测,可实现肿瘤及传染病等重大疾病筛查及用药指导。然而,现有基于PCR、等温扩增、基因组测序等检测技术,很难同时兼顾灵敏度、特异性和操作简便的临床需求。

为快速、经济和高灵敏性地甄别病原微生物,上海交通大学冯雁教授团队对嗜热古菌Pyrococcus furiosus核酸酶的独特催化特性展开研究,发现Argonaute (PfAgo)的“次级剪切机制”,建立了高灵敏度、高特异性的多重核酸“雷达”(RADAR, Renewed gDNA Assisted DNA Cleavage with Argonaute)检测技术,实现了临床人肉毒瘤病毒(HPV)分型等鉴定。该新型酶技术可广泛用于病毒微生物检测,为人类健康、食品安全和环境保护等领域服务。

 

研究内容

该研究通过凝胶迁移实验、高分辨质谱检测和生化剪切实验等分析,揭示了PfAgo与初级guide DNA (gDNA)复合物对靶标核酸剪切后,反应产物可作为新生“次级gDNA”与酶再度结合,开始新一轮对互补链的剪切;循环往复,酶在单gDNA介导下实现了对双链DNA的水解反应。酶的“次级剪切机制”揭示了“gDNA再生”在催化循环中的重要作用。

利用PfAgo的次级剪切活性,研究团队建立了核酸检测的“雷达”新技术,即设计识别靶标核酸序列的gDNA,引导酶对靶标核酸剪切;降解产物作为新生gDNA,引导酶对荧光信标作用,30分钟内即可实现靶标序列的实时信号读取(图1)。针对临床病原微生物的多重检测需求,进一步设计了RADAR多重检测技术,对HPV四种常见血清型(6型、11型、16型和18型)进行多重正交分型检测,结果显示该技术可高效区分不同HPV亚型,实现“一管式”快速分型检测。

以微生物Argonaute核酸酶为核心的“雷达”检测新技术,具有 gDNA设计简单且经济、靶向核酸序列无特殊要求、单酶实现多重检测等优势,为病原微生物检测提供了快速、灵敏、高特异性的新平台。

 

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图1  RADAR检测技术示意图
 

作者简介

 论文通讯作者冯雁博士,上海交通大学生命科学技术学院教授。主要致力于分子酶学和合成生物学领域的研究。近年来,着重对新型微生物基因编辑酶的研究,发展了针对单核苷酸突变(SNV)富集及检测的“A-Star技术”和病原微生物检测的“RADAR技术”体系,助力重大疾病核酸标志物的检出与疗效评估,为国民健康服务。

论文第一作者为荀冠华和刘倩博士。荀冠华2015-2018年在上海交通大学攻读硕士学位,主要从事嗜热微生物Argonaute酶用于核酸检测的新技术研究;2019年至今,在美国UIUC Huimin Zhao课题组攻读博士学位。刘倩副研究员主要致力于微生物新酶功能解析、分子检测和合成生物学等相关研究。
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