中国香港科技年夜学化学和生物工程学系传授邢怡铭团队与生命科学部副传授翟元梁团队互助，乐成开发出全世界首个以DNA为指导的CRISPR-Cas基因编纂体系。该体系可以或许对于RNA举行可编程辨认与切割，倾覆了传统CRISPR体系以RNA为指导、靶向DNA的事情道理。5月6日，相干结果发表在《天然-生物技能》。
“CRISPR-Cas体系为RNA靶向医治与诊断斥地了新路径，有望晋升感染病快速检测的正确性，并鞭策抗病毒疗法的成长。”论文配合通信作者邢怡铭暗示，团队将该体系的事情机制比方为全世界定位导航体系（GPS）。“传统的RNA指导份子犹如输入的地址，Cas卵白则像一辆车，驶向该地址对于应的DNA方针。现有检测平台如SHERLOCK及DETECTR均基在这一模式。”
图为研究团队焦点成员合照，邢怡铭（左三）、翟元梁（右二）、吴小龙（左二）、林伟熙（右一）、曹雨萌（左一）。研究团队供图 研究团队另辟蹊径，设计出一种人工合成的DNA份子——CRISPR DNA，乐成将Cas12a卵白从头编程，使其以DNA作为指导份子，精准定位并切割RNA份子。这一立异倾覆了天然界中Cas12a固有的RNA指导机制，为可编程RNA东西的设计提供了全新思绪。
该冲破的要害于在巧妙的布局设计：研究团队将传统CRISPR体系中两个凡是耦合于一路的功效——启动旌旗灯号（PAM序列）及承载信息的地址——分散开来。经由过程设计一段可以或许模拟PAM序列的短链DNA，乐成构建出功效性的去氧核糖核卵白复合物，该复合物可以或许辨认并切割肆意选定的RNA方针。
为验证这一设计，团队综合应用了三项前沿技能：AlphaFold指导的卵白质布局建模、份子动力学模仿以和高分辩率冷冻电镜。翟元梁传授与论文配合第一作者、生命科学部博士后研究员林伟熙博士经由过程试验解析的冷冻电镜布局，与计较机猜测的模子高度吻合，证明了人工激生路径的可行性。
论文配合通信作者翟元梁暗示：“可以或许与极具立异精力的工程团队互助使人振奋。于原子层面亲眼眼见人工合成的DNA导向份子与Cas12a卵白的彼此作用，很是冲动人心。这充实展示了人工智能驱动设计与布局生物学协同研究的巨年夜潜力。”
研究团队将新开发的DNA指导Cas12a体系与恒温扩增技能联合，构建出名为SLEUTH（使用靶向水解举行特定基因座评估）的检测平台。于对于31个新型冠状病毒临床样本的验证中，SLEUTH平台揭示出极高的检测敏捷度——不管靶向RNA还有是DNA，敏捷度均到达阿摩尔级别。该平台特别合用在诊所、机场等资源有限且缺少冷链贮存的情况，可实现现场快速检测。
据先容，相较在现有以RNA为指导的CRISPR诊断东西（如SHERLOCK）和RNA滋扰技能，该DNA导向体系具有如下显著上风：更高的化学不变性，无需冷链；更低的合成成本；更高的单核苷酸分辩率；更广泛的运用规模；更高的医治安全性。
邢怡铭指出：“中国香港和周边地域持久遭到病毒性病原体重复扰乱——从SARS、流感应新冠病毒。很多这种病毒的基因组由RNA组成，或者依靠RNA中间体举行复制。可以或许精准切割RNA份子的DNA导向CRISPR东西，有望为新一代抗病毒干涉干与疗法奠基基础。”
论文配合第一作者、中国香港科技年夜学化学和生物工程学系博士生吴小龙增补道：“与传统CRISPR RNA为基础的体系比拟，咱们的DNA导向设计以更不变的DNA份子代替RNA，揭示了一种天然界中从未呈现过的全新机制。咱们期待将此观点扩大至更多基在RNA的诊断与医治要领。”
该团队已经为该技能申请两项美国姑且专利，并正致力在将其运用在RNA诊断检测、抗病毒医治、活细胞RNA成像、可编程RNA转录调控等。团队规划于将来3年内，将SLEUTH平台扩大至其他呼吸道病毒的检测，并摸索其于液体活检中的潜力——辨认癌症相干的轮回RNA生物标记物。
相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41587-026-03120-5
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