子科生物報(bào)道：Aran說(shuō)：“由于CRISPR的可編程性和易用性，基于CRISPR的診斷領(lǐng)域正在迅速發(fā)展。然而，大多數(shù)基于CRISPR的診斷平臺(tái)仍然依賴于目標(biāo)擴(kuò)增或光學(xué)檢測(cè)。CRISPR的可重編程性與無(wú)光學(xué)高度可擴(kuò)展的石墨烯晶體管相結(jié)合，將使我們能夠?qū)RISPR的診斷能力充分發(fā)揮其潛力。

“檢測(cè)單核苷酸多態(tài)性（SNPs）的能力是人類健康遺傳學(xué)的核心，但SNPs的檢測(cè)在藥理學(xué)和農(nóng)業(yè)中也非常重要，并且是進(jìn)化變化的驅(qū)動(dòng)力，例如賦予抗生素抗性的突變。消除對(duì)擴(kuò)增和光學(xué)器件的需求將使SNPs基因分型易于獲得?！?/p>

Aran領(lǐng)導(dǎo)研究小組于2021年4月5日發(fā)表題為“Discrimination of single-point mutations in unamplified genomic DNA via Cas9 immobilized on a graphene field-effect transistor”的《Nature Biomedical Engineering》論文(https://www.nature.com/articles/s41551-021-00706-z).

SNP芯片技術(shù)是先前報(bào)道的CRISPR Chip^TM的擴(kuò)展，該技術(shù)能夠檢測(cè)大的插入和缺失。它曾在2019年6月登上了Nature Biomedical Engineering封面。

利用石墨烯晶體管，作者現(xiàn)在利用幾種版本的CAS酶和gRNA設(shè)計(jì)并監(jiān)測(cè)從石墨烯晶體管獲得的各種不同電信號(hào)，以構(gòu)建新版本的CRISPR Chip^TM，其最終實(shí)現(xiàn)無(wú)需擴(kuò)增的SNPs檢測(cè)。新開發(fā)的CRISPR芯片組稱為SNP-Chip，是重塑基于核酸的檢測(cè)方法的另一個(gè)重要里程碑。

“通過(guò)Cardean晶體管將多種CRISPR-Cas生物學(xué)與電子技術(shù)相結(jié)合，為診斷應(yīng)用開辟了全新的可能性，”立陶宛維爾紐斯大學(xué)教授CasZyme管理委員會(huì)創(chuàng)始人兼主席Virginjus Siksnys博士說(shuō)?！笆褂肅as9直向同源物進(jìn)行SNP檢測(cè)只是冰山一角?！?br>

本文驗(yàn)證了SNP-Chip的實(shí)用性，用于測(cè)試從鐮狀細(xì)胞病和ALS患者獲得的樣品中的SNPs突變。在這兩種臨床模型中，該平臺(tái)能夠在不擴(kuò)增的情況下區(qū)分整個(gè)人類基因組內(nèi)的健康基因和突變基因，并且通過(guò)簡(jiǎn)單交換gRNA以靶向所需的DNA序列，表明平臺(tái)易于針對(duì)不同的DNA靶標(biāo)重新配置。

SNP-Chip具有極大影響醫(yī)學(xué)診斷和基礎(chǔ)研究的潛力，因?yàn)樗梢燥@著減少SNPs基因分型的時(shí)間和成本，監(jiān)測(cè)gRNA設(shè)計(jì)的效率，并促進(jìn)基于CRISPR的基因編輯所涉及的質(zhì)量控制過(guò)程。

加州大學(xué)伯克利分校生物工程教授合著者Irina Conboy博士說(shuō)：“SNP-Chip的數(shù)字，直接，快速和準(zhǔn)確的SNPs分析將徹底改變基因突變的篩選。這項(xiàng)新技術(shù)將為發(fā)現(xiàn)疾病和衰老的潛在過(guò)程提供信息，并將實(shí)現(xiàn)更快，更有效的臨床翻譯?！?br>

新技術(shù)具有單核苷酸錯(cuò)配特異性的靶基因的無(wú)擴(kuò)增檢測(cè)具有簡(jiǎn)化遺傳研究和診斷的潛力。此外，它將為以前局限于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的生物傳感應(yīng)用提供更大的靈活性。