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Chem. Eur. J. :基于DNA酶切反应和滚环扩增技术的大分子RNA检测方法及在SARS-CoV-2临床检测上的成功实践

加拿大麦克马斯特大学李应福教授和 John Brennan课题组利用DNA酶切反应和滚环扩增技术,开发了一种新的对疾病相关基因组RNA的高效检测方法,并在对新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的临床样品检测实践中取得了成功。


疾病检测对人的生命健康至关重要。目前,许多基于RNA的检测方法已经被成功开发,并广泛应用到癌症、传染病以及饮用水中细菌污染的检测。这些方法通常需要结合核酸恒温扩增技术以提高临床诊断的灵敏度和选择性。虽然这些方法具有较高的灵敏性,但通常需要专门的设备和经验丰富的技术人员进行长时间处理,或存在较高假阳性检测率的问题。


为了解决这些问题,近期加拿大麦克马斯特大学的李应福研究团队报道了一种新的对疾病相关基因组RNA的高效检测方法,并在对新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的临床唾液样品的检测中取得了成功。


该研究团队利用DNA酶对病毒的基因组RNA进行定点切割,再将被切割的RNA片段作为引物启动滚环扩增反应(RCA),放大荧光信号,实现对病毒RNA的有效检测(如图1所示)。研究团队首先对230种不同DNA酶的变异体进行了系统的筛选,最终鉴定出34种有效的DNA酶。这些DNA酶反应快速,在10分钟内对目标RNA分子的剪切效率可达20%-60%。接着,研究者对被剪切的RNA片段进行评估,将能够有效启动RCA的片段应用于临床样品的检测。



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图1 DNA酶切反应和滚环扩增技术相结合检测病毒RNA的原理图

为了提高临床检测的灵敏度,研究者使用了一种新开发的具有500 aM检测限的拟指数RCA扩增方法,对14个SARS-CoV-2阳性唾液样品和15个阴性唾液样品中的病毒RNA进行检测。结果显示该方法对病毒的临床检测灵敏度可达86%,特异性可达100%(如图2所示)。该方法快速、简便、费用低廉,实现了对具有复杂二级、三级结构RNA大分子的有效检测,不仅在SARS-CoV-2的检测中表现出高效性和可靠性,而且可广泛应用于其他疾病的检测,为临床检测提供了一种新的、高效的方法。

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图2 对14个SARS-CoV-2阳性唾液样品和15个阴性唾液样品的病毒RNA的检测结果

文信息

Detection of Large Genomic RNA via DNAzyme-Mediated RNA Cleavage and Rolling Circle Amplification: SARS-CoV-2 as a Model

Jimmy Gu, Amal Mathai, Connor Nurmi, Dawn White, Gurpreet Panesar, Prof. Dr. Deborah Yamamura, Prof. Dr. Cynthia Balion, Dr. Jonathan Gubbay, Prof. Dr. Karen Mossman, Prof. Dr. Alfredo Capretta, Prof. Dr. Bruno J. Salena, Prof. Dr. Leyla Soleymani, Prof. Dr. Carlos D. M. Filipe, Prof. Dr. John D. Brennan, Prof. Dr. Yingfu Li


Chemistry – A European Journal 

DOI: 10.1002/chem.202300075




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