王菊芳教授課題組在Biosens Bioeletron雜志上發(fā)表了研究論文 — 基于toehold switch傳感器采用比色法在紙基無(wú)細(xì)胞系統(tǒng)中對(duì)呼吸道合胞病毒A和B檢測(cè)與分型
近日，我院王菊芳教授課題組在Biosens Bioeletron（IF=10.257）雜志上發(fā)表了一篇題為“Detection and differentiation of respiratory syncytial virus subgroups A and B with colorimetric toehold switch sensors in a paper-based cell-free system”的研究論文，碩士生曹孟岑為論文第一作者，博士生孫秋麗為共同第一作者。
（論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566321002104）
圖1 檢測(cè)方法原理圖
如圖1所示，該研究基于toehold switch傳感器、無(wú)細(xì)胞體系等元件構(gòu)建了一種核酸的可視化檢測(cè)方法。Toehold switch傳感器（圖1A）為RNA核糖調(diào)節(jié)器，在合成生物學(xué)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用：當(dāng)trigger RNA與switch RNA互補(bǔ)配對(duì)時(shí)，激活翻譯，產(chǎn)生大量報(bào)告蛋白β-半乳糖苷酶（LacZ），LacZ催化顯色底物CPRG發(fā)生水解反應(yīng)，使體系發(fā)生由黃到紫的顏色變化，產(chǎn)生肉眼可辨的結(jié)果。無(wú)細(xì)胞體系（圖1B）由保留蛋白質(zhì)合成能力的細(xì)胞抽提物、能量及其他所需元件組成，將基因的轉(zhuǎn)錄、翻譯過(guò)程集中在一個(gè)體外系統(tǒng)中。NASBA（圖1C）則可特異性等溫?cái)U(kuò)增RNA模板，從而產(chǎn)生大量trigger RNA，來(lái)提高檢測(cè)方法的靈敏度。
圖2 ?RSVA、RSVB的檢測(cè)靈敏度與其他病毒的交叉反應(yīng)性
將此方法應(yīng)用于呼吸道合胞病毒亞型A（RSVA）和亞型B（RSVB）的分型檢測(cè)：最佳反應(yīng)條件下， RSVB和RSVA的可視化檢測(cè)限分別為91aM（圖2A，圖2B）和52aM（圖2C，圖2D）。將含有toehold switch傳感器的無(wú)細(xì)胞體系凍干在合適的紙基上，有利于長(zhǎng)途運(yùn)輸和穩(wěn)定儲(chǔ)存的需要。如圖2B、2D所示，紙基載體上對(duì)RSVB和RSVA的可視化檢測(cè)限分別為91aM和5.2fM，與其他幾種呼吸道病毒均無(wú)交叉反應(yīng)（圖2E）。
該方法通過(guò)toehold switch傳感器和NASBA實(shí)現(xiàn)特異性檢測(cè)的雙重保障，又通過(guò)NASBA等溫?cái)U(kuò)增和顯色反應(yīng)雙重放大可視化檢測(cè)信號(hào)，具有高特異性和高靈敏度，特別適合無(wú)專業(yè)操作人員、無(wú)復(fù)雜實(shí)驗(yàn)設(shè)備的檢測(cè)場(chǎng)景，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的快速可視化檢測(cè)。
該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017YFC1601203）項(xiàng)目的資助。
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