LwCas13a 酶檢測原理基于其RNA介導的RNA內(nèi)切酶活性及反式切割活性,具體如下:
1.靶標RNA識別與結(jié)合:該酶在單鏈向?qū)NA(crRNA)的引導下,通過crRNA與靶標RNA的堿基互補配對,特異性識別并結(jié)合靶標RNA。這一過程依賴于靶標RNA中是否存在PFS(原間隔序列側(cè)翼序列)序列,但LwCas13a對PFS序列的要求并不嚴格。
2.靶標RNA切割:結(jié)合靶標RNA后,LwCas13a酶發(fā)揮其RNA內(nèi)切酶活性,在特定位點切割靶標RNA,使其降解。
3.反式切割活性激活:靶標RNA被切割后,LwCas13a酶的反式切割活性被激活。這種活性使得LwCas13a酶能夠非特異性地切割體系中任意序列的單鏈RNA(ssRNA),包括熒光標記的報告RNA。
4.熒光信號產(chǎn)生與檢測:當熒光標記的報告RNA被LwCas13a酶切割時,熒光基團與淬滅基團分離,從而產(chǎn)生熒光信號。通過檢測熒光信號的強度,可以判斷體系中是否存在靶標RNA以及其濃度。
1.高靈敏度:LwCas13a酶的反式切割活性使其能夠高效切割體系中任意序列的單鏈RNA,從而放大檢測信號,提高檢測靈敏度。例如,在不進行靶標擴增的情況下,通過電化學方法,LwCas13a變體從非活性病毒和未提取的臨床樣本中檢測到了amol濃度的SARS-CoV-2基因組。
2.高特異性:LwCas13a酶通過crRNA與靶標RNA的堿基互補配對實現(xiàn)特異性識別,結(jié)合其反式切割活性,能夠準確區(qū)分靶標RNA與非靶標RNA,減少假陽性結(jié)果。
3.快速檢測:LwCas13a 酶檢測原理結(jié)合等溫擴增技術(如RPA),可在短時間內(nèi)完成靶標RNA的擴增與檢測,實現(xiàn)快速診斷。例如,針對豬繁殖與呼吸綜合征病毒(PRRSV)的檢測方法,可在37℃的等溫條件下進行實時分析或可視化檢測,檢測極限為172copies/μl。
4.可視化檢測:通過將LwCas13a酶的反式切割活性與熒光標記或側(cè)向流層析試紙條等技術結(jié)合,可實現(xiàn)檢測結(jié)果的可視化,便于現(xiàn)場快速診斷。
