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多校联合研究团队在双锁 CRISPR-Cas13a/Cas12a 级联 AND 逻辑门用于 lncRNA 与 miRNA 同步检测技术方面取得重要突破,研究成果正式发表于Sensors & Actuators: B. Chemical(2026, IF: 8.6+)。

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本研究中建立了一种基于LbuCas13a 核酸酶的双锁级联检测新方法,可实现高特异性、高灵敏度的非编码 RNA 联合检测。整个体系以LbuCas13a 为第一级核心开关,仅在靶标 lncRNA HOTAIR 存在时被激活,启动特异性反式切割,解锁 T7 启动子并触发下游 12a-crRNA 的大量转录,为 Cas12a 激活提供必需元件。

该方法的关键流程由靶标激活 LbuCas13a、解锁转录、CHA-SDR 释放靶 DNA、Cas12a 级联信号放大四步构成,全程遵循严格的 AND 逻辑:仅当 lncRNA HOTAIR 与 miRNA-155 同时存在,才能最终激活纳米酶比色信号。


团队采用上海惠诚生物的 LbuCas13a 蛋白,作为 VI 型 CRISPR/Cas 核酸酶,LbuCas13a 通过 crRNA 可编程识别靶标 RNA,兼具顺式与反式切割活性。

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LbuCas13a 在体系中的核心作用:

  1. 精准识别靶标 RNA:在 crRNA 引导下特异性识别 lncRNA HOTAIR,保证检测的高度特异性,可区分单碱基差异。

  2. 靶标依赖式反式切割:仅被靶标激活后,高效降解 12a-crRNA 模板上的阻断序列,解锁 T7 转录系统。

  3. 级联放大起点:通过解锁 crRNA 转录,实现信号指数级放大,将检测灵敏度推至飞摩尔(fM)级。

  4. 逻辑门控核心:作为第一重 “分子锁”,杜绝假阳性,完美适配双输入 AND 逻辑检测。

优化条件后,该方法对 lncRNA 和 miRNA 的检测限均达fM 级别,在人血浆中抗干扰性能优异,临床样本检测结果与 qRT-PCR 高度一致。在乳腺癌患者血浆中,检测信号显著高于健康人群,ROC 曲线 AUC 达0.99292,灵敏度 100%,特异性 91.67%。

此外,体系不依赖外源预制 crRNA,成本更低、稳定性更强;LbuCas13a可通过更换 crRNA 实现不同靶标检测,具备良好通用性与可编程性。

总之,该研究充分发挥LbuCas13a的高特异性、可控激活与高效反式切割特性,建立了一种简单、精准、逻辑可控的双 RNA 联合检测新方法,为癌症早期筛查、液体活检与即时诊断(POCT)提供了全新技术路线。

技术支撑与成果意义

上海惠诚生物为研究提供高品质 Lbu Cas13a 蛋白,其完善的研发生产体系为技术创新奠定基础。

该研究首次实现 MnO₂纳米材料与 CRISPR/Cas12a 系统协同整合,破解传统系统 intracellular 递送与动力学瓶颈。其模块化设计可快速适配多种 RNA 标志物,在肿瘤早期筛查、活细胞分子机制研究、个体化治疗监测等场景应用广泛,推动精准医学 “实时、原位、高灵敏” 分子检测技术发展。

Cas蛋白系列产品:

E-002 重组CRISPR-Cas12a蛋白(Lb) Crispr 核酸酶 Lbcas12a

E-003 CRISPR-Cas13a Lwcas13a

EH0506 LbuCas13a 核酸酶

上海惠诚生物科技有限公司自2010年成立以来,一直致力于为客户提供试剂,仪器设备和耗材一站式服务。目前在苏州和南通的研发生产基地,专注于体外诊断蛋白,靶标蛋白,工业用酶和细胞因子的生产和定制,按照GMP标准,为工业客户提供大包装蛋白原料。


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