最近的新型冠狀病毒(COVID-19)爆發,給全球衛生帶來了巨大的挑戰。為了支持戰“疫”,2月14日,美國麻省理工學院Broad研究所聯合哈佛大學、麻省理工學院McGovern研究所以及其相關合作機構宣布,免費提供可能有用的信息,包括通過共享可能支持潛在診斷技術發展的信息。
這其中,就包括CRISPR基因編輯大神張鋒教授、Omar Abudayyeh和Jonathan Gootenberg開發的一種基于CRISPR的診斷COVID-19技術的詳細操作流程文檔。
目前,新型冠狀病毒可以通過qPCR進行診斷,但是由于缺乏試劑和設備,疾病檢測進展緩慢。基于CRISPR的COVID-19診斷技術利用的是張鋒教授團隊2017年發布的SHERLOCK技術。此前,基于CRISPR-Cas13的SHERLOCK系統已經被證明可以準確地檢測出病人樣本中存在的大量不同病毒。該系統搜索唯一的核酸特征,并使用類似于驗孕紙的試紙來提供一個可視的讀數。將試紙浸入準備好的樣品后,試紙上會出現一條線,表明是否存在病毒。
基于這個理論,研究小組利用合成的COVID-19 RNA片段,設計并測試了兩種識別COVID-19兩個特征的向導RNA。一種識別新冠病毒的S基因,另一種識別Orf1ab基因。當它們與Cas13蛋白結合時,就形成了一個能夠檢測COVID-19病毒RNA的SHERLOCK系統。
通過條帶位置的不同,很容易就能確認新冠病毒是否存在。
該系統具有特異的高靈敏度,每微升里僅10-100個病毒拷貝,就可以被檢測出來。且步驟簡單,只需三步,一小時內就可以完成檢測:
·?利用常規的42℃同溫擴增技術,對提取的核酸樣本進行擴增。這一步需要25分鐘。
·?在步驟1的樣本中加入Cas13蛋白、向導RNA以及起到報告作用的特殊分子,在37℃下繼續反應30分鐘。
·?使用試紙對步驟2中獲得的樣本進行檢測,結果應該在5分鐘內出現。
值得注意的是,這一技術尚未在患者樣本上進行驗證。任何診斷都需要開發和驗證才能供臨床使用。張鋒教授團隊歡迎研究人員與他們合作,并可以提供一個初學者工具包來測試該系統。如有可能,也可供檢測COVID-19樣本的研究人員使用。
附技術文檔全文: