作为一张成熟的“试纸”,应该学会直接检测基因突变

2020-03-11 218文献解读

近日,亚利桑那州立大学团队在《Cell》杂志报告了一种具有单核苷酸特异性RNA检测能力的核糖调节因子:SNIPRs,利用SNIPRs探针可以在活细胞和纸基质的无细胞系统中实现超特异性的单核苷酸突变和RNA修饰检测功能。

当SNIPRs探针与基于纸张的无细胞系统相结合,可转化为快速、低成本、精确的基因点突变检测工具:一种可以直接检测基因突变的“试纸”。

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为什么要检测基因突变?

微小的遗传变异是生物学过程(例如进化和发病机制)的主要驱动力。单核苷酸水平的遗传差异可能对基因表达、蛋白折叠和RNA剪接产生广泛影响,并导致表型的变化,例如BRCA1基因中的单核苷酸突变可能增加乳腺癌终生患病风险,艾滋病病毒的点突变可能导致一线治疗方案失败等。除此之外,转录组的化学修饰也会影响RNA转录产物。因此,识别RNA分子内单核苷酸变化和化学修饰的分子探针是了解细胞生物学,挖掘细胞间变异性,检测疾病和指导治疗决策的宝贵工具。然而,相关检测往往需要昂贵的专业设备,在没有相关条件的情况下,在活细胞中检测如此细微的序列和化学变化非常具有挑战性。

SNIPRs探针:功能验证

SNIPRs是具有单核苷酸特异性RNA检测能力的核糖调节因子,它能够在活的原核细胞和体外无细胞系统中将转录变异区分为单个碱基。

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在活细胞和体外验证实验中,SNIPRs显示了基因表达差异和单个表观转录组标记的高特异性检测能力。

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SNIPRs探针:实用性验证

为了验证SNIPRs探针的实用性,研究人员将SNIPRs探针与恒温的纸基无细胞系统结合起来,用于检测与疾病,耐药性和病毒株鉴定相关的一系列突变。

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尽管SNIPRs探针靶向能力受相关因素限制,例如靶标RNA的二级结构等,但其在活细胞以及恒温纸基无细胞系统中的功能验证表明总体设计思路可更广泛地应用于其他类型基于RNA的系统。这种基于RNA的分子工具在揭示细胞进化和对刺激反应时发生的微小序列和表观转录组变异,以及在诊断分析中提供高特异性传感器方面具有巨大潜力。

参考文献
Hong F, Ma D, Wu K, et al. Precise and Programmable Detection of Mutations Using Ultraspecific Riboregulators[J]. Cell, 2020.
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