近日，湖北大学刘奕教授课题组最新研究成果“CRISPR/Cas12a DTR System: A Topology-guided Cas12a Assay for Specific Dual Detection of RNA and DNA Targets.”发表于国际著名期刊《Nucleic Acids Research》杂志（影响因子13.3)，湖北大学2023级硕士研究生蒋清源和金姝琪为本文的共同第一作者，刘奕教授为最后通讯作者，湖北大学为第一作者单位。
原文链接：https://doi.org/10.1093/nar/gkaf893
该研究提出了一种全新的CRISPR/Cas12a检测系统——DTR系统（Double-Target Responsive system），该系统首次实现了对非连续RNA和DNA目标的同时、高灵敏度、高特异性检测，为分子诊断与临床检测提供了创新工具。
目前，传统CRISPR/Cas12a系统依赖于连续靶标激活机制，仅能实现单一目标检测。为实现多重检测，往往需借助复杂的逻辑门电路、微流控技术或其他酶辅助系统，不仅操作繁琐，还存在信号泄漏、反应速度慢等问题。DTR系统通过拓扑结构引导的设计，利用两段分裂的crRNA片段与两个Cas12a蛋白，在同时识别两个核酸目标（如miRNA或DNA）时协同重组为具有活性的Cas12a复合体，从而激活其反式切割活性，实现严格的“与”逻辑门（AND-Logic gate）控制的特异性检测（图1）。该研究展示了DTR系统在以下方面的卓越性能：（1）双目标同时检测：可同时检测两种miRNA（如miR-155与miR-let-7a），灵敏度达78 fM；（2）卓越特异性：对单核苷酸变异（SNV）具有极高区分能力，优于现有检测方法；（3）广泛适用性：支持ssDNA、dsDNA、RNA及其混合目标的检测；（4）临床应用潜力：成功应用于口腔鳞状细胞癌（OSCC）患者样本中双miRNA的快速检测，可在20分钟内区分健康人与患者。
图1：DTR核酸检测方法示意图。
该研究由湖北大学、武汉轻工大学、郑州大学第一附属医院等多家单位合作完成。DTR系统的推出，不仅拓展了CRISPR/Cas12a在多重核酸检测中的应用边界，也为未来开发便携式、一体化临床诊断设备奠定了坚实基础。据悉，刘奕教授课题组长期致力于基因编辑与检测工具的应用开发研究，已在Nature Communications、Nucleic Acids Research、Biosensors and Bioelectronics等期刊发表多篇研究论文。
(审核：李爱涛）
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