课题组近日在《JACS》发表了题目为"Photocontrolled Programmable Enzymatic Cascade for Robust CRISPR Diagnostics"的论文。

这篇 JACS 论文的核心是提出了一个光控可编程酶级联反应策略，旨在解决传统 CRISPR–Cas12a 诊断技术的两个主要痛点：1）PAM 限制 —— Cas12a 对靶序列要求存在特定 PAM（protospacer adjacent motif）位点，限制了检测位点的灵活性；2）多重检测受限 —— 传统方法依赖 Cas12a 的 trans-cleavage 活性，难以在同一反应体系中稳定实现多靶标检测。

在该工作中，我们设计了一个光控三步一管反应体系，通过时间顺序可控的酶级联来实现无PAM需求和多靶标检测：在反应初期进行目标核酸的扩增，为后续检测提供充足模板。光激活使得双链DNA扩增产物暴露磷酸基团，λ-exon 酶进行消化，将双链 DNA 转化为单链 DNA（ssDNA），为 Cas12a 提供无需 PAM 的识别底物，彻底绕开 PAM 依赖问题。Cas12a 在获得 ssDNA 后即可精准识别并切割，释放荧光信号进行检测。利用 Cas12a 和 Cas13a 正交的 trans-cleavage 活性，我们实现IS6110 基因（结核分枝杆菌 MTB 特异标记）和ACTB（β-actin）基因（人类内参）的单管检测。这样不仅可以检测病原体，还能同步验证样本质量，避免假阴性。提升了检测可靠性与特异性。我们还验证了该体系在真实样本中的可行性与临床应用潜力。

论文的共同第一作者是胡梦露副研究员和毕业硕士研究生王翊晖，胡梦露和周小明是论文共同通讯作者。