生物标志物是某些疾病的可测量指标,在黑色素瘤、结直肠癌、循环肿瘤细胞、急性心肌梗死等疾病的早期诊断、预后和个体化治疗中发挥着重要作用。基于生物标志物的检测手段,目前存在操作复杂、检测风险和费用高昂等问题,部分检测方法还必须在实验室中进行。那有没有一种检测方法,在方便安全的同时又价格低廉呢?
答案是有!浙江工业大学ZJUT-iGEM团队将CRISPR/Cas9技术与无细胞系统结合,创新研究了一种RNA检测技术。
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这是一项什么技术?
根据文献,尿液或血液中的各种RNA分子已被证明可作为各种疾病诊断和预后的生物标志物。各种疾病都有与之对应的RNA生物标志物,它们被广泛应用于疾病诊断和预后。由此,ZJUT-iGEM团队正在开发一种基于CRISPR/Cas9技术的无细胞RNA生物传感器,用于检测尿液或血液中的RNA生物标志物,为患者提供一种简单、安全、低成本的诊断方法。
项目示意图来源:浙江工业大学ZJUT-iGEM团队
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这项技术是怎么运作的?
无细胞RNA生物传感器共有三个组成部分,包括无细胞系统、工程DNA模板和CRISPR/Cas9系统。一旦传感器接触到特定的RNA,就可以产生deGFP(不稳定增强型绿色荧光蛋白)的可见输出。有了检测系统,荧光输出不仅可以用肉眼观察到,也可以转换为具体数值。
02:00项目简介视频
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这项技术如何应用?
在具体使用方面,生物传感器可以被冻干,以便储存和分发。首先,将反应物冻干过夜,第二,用惰性气体(如氩气)清洗冻干的反应物。最后,将反应物放入装有干燥剂的防光袋中并密封。一旦传感器被冻干,它就适用于任何运输方式。
在临床应用上,以CXCL9mRNA为例,它是肾移植后排斥反应的生物标志物。迄今为止,肾脏的黄金检测标准是活检,这需要一小块肾脏组织来进行检查。然而,活检存在出血、肾脏损伤和感染等风险,ZJUT-iGEM团队的项目只需要体液进行测试,因此比侵入性活检更安全。而且一个传统的RNA检测试剂盒需要三百多美元,肾脏活检的费用从三千元到一万元不等,但项目每次检测的成本低于20美元,极大节约了成本。
除在“生物+”大会上获得特等入围奖外,浙江工业大学ZJUT-iGEM团队还在国际基因工程机器大赛(iGEM)荣获金牌。
大会现场
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这项技术的优势和未来前景?
在与传统RNA检测方法进行比较后,ZJUT-iGEM团队的项目是简单、安全和低成本的。与基于实验室的方法不同,该传感器易于使用,便于携带,并能进行实时分析。
由于igRNA的附加序列可以被重新编程,该传感器在理论上有可能检测各种RNA生物标志物,这意味着可以诊断各种疾病。未来,或许项目的应用将得到极大的扩展,为更多疾病患者带来福音。