基于CRISPR的生物传感方法用于细胞生物学成像以及体外快速检测

生物分析化学的核心目标之一是模块化程序化的高精度检测。近年来，CRISPR 技术被广泛应用于基因工程等生物科学技术，归因于其可编程化模块化的设计方式以及其精准诱导的工作原理。基于这样的优势，CRISPR的本质便是一个生物分子传感器，具有目标DNA/RNA传感诱导的剪切功能。因此从生物分析化学的角度来看，CRISPR是一个集成的精确传感诱导的功能生物分子 (sensor and actuator)，可用于直接连接传感后的生物信息转导过程，可助于实现集成的程序化模块化生物分析设计，为生物分析化学领域带进一个简化的精确的分析系统。

近日，杜克大学的Yifan Dai 博士、新南威尔士大学的 Yanfang Wu博士与Guozhen Liu 教授和澳大利亚科学院院士 J. Justin Gooding 教授合作讲解了CRISPR生物传感的分子工作机理，总结了基于CRISPR的生物传感方法在细胞生物学成像以及体外快速检测中的应用。

作者首先总结了CRISPR的工作机理，从Cas蛋白寻找DNA上对应的PAM序列，确定了正确的PAM序列后，Cas蛋白开始解旋DNA，允许crRNA来入侵DNA，进行具体DNA信息的检查，DNA信息确认后，Cas蛋白开启执行剪切功能。通过连接剪切功能与一个物理性号的传导平台（光学或电化学），CRISPR的识别性号可以直接被获取和分析。基于此原理，作者总结了用于体外检测的CRISPR系统和其优势。此外，作者还讲解了如何使用dCas蛋白系统来引导和定位功能性蛋白（e.g.荧光蛋白），用于解析细胞生物学中重要的分子网络的路径，更加深入的帮助理解生物体的基本路径和中心法则及延伸。作者还总结了目前基于CRISPR生物传感的局限性和未来发展的方向。该工作发表在Angewandte Chemie International Edition。为生物分析化学领域引入了CRISPR这个新的分子分析系统，为未来的研究提供了新思路和方法。

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CRISPR Mediated Biosensing Toward Understanding Cellular Biology and Point‐of‐Care Diagnosis

Yifan Dai, Yanfang Wu, Guozhen Liu, J. Justin Gooding

Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202005398