CRISPR-SNP-Chip: электронное обнаружение точечных мутаций без амплификации
Исследователи под руководством доктора Кианы Аран представили новую технологию CRISPR-SNP-Chip, позволяющую обнаруживать единичные точечные мутации (SNP) без предварительной амплификации целевой ДНК. Работа будет опубликована 5 апреля 2021 года в журнале Nature Biomedical Engineering.
Суть технологии
Технология является развитием представленной в 2019 году CRISPR-Chip™. Новая платформа объединяет:
- Программируемость CRISPR-Cas систем (использованы различные версии Cas-ферментов и дизайны gRNA).
- Графеновые транзисторы для электронного, а не оптического детектирования.
Изменения в электрических сигналах с графеновых транзисторов позволяют различать мутировавшие и здоровые последовательности ДНК.
Ключевые преимущества
- Отсутствие амплификации: Позволяет обойтись без ПЦР или других методов усиления целевой ДНК.
- Электронное детектирование: Не требует оптических систем, что упрощает и удешевляет платформу.
- Простота перенастройки: Для анализа разных мишеней достаточно заменить направляющую РНК (gRNA).
Клиническая проверка
Утилитарность SNP-Chip была подтверждена на образцах пациентов с:
Серповидноклеточной анемией.
Боковым амиотрофическим склерозом (БАС).
В обоих случаях платформа смогла различить здоровый и мутировавший ген непосредственно в целом человеческом геноме без амплификации.
Значение и перспективы
По мнению авторов, технология способна:
- Радикально сократить время и стоимость SNP-генотипирования.
- Упростить контроль качества при CRISPR-редактировании генов.
- Сделать анализ генетических мутаций более доступным для фармакологии, сельского хозяйства и фундаментальных исследований.
"Использование ортолога Cas9 для детекции SNP — это лишь верхушка айсберга. Объединение разнообразия CRISPR-Cas биологии с электроникой открывает целый новый спектр возможностей для диагностических приложений", — отметил соавтор работы, профессор Виргиниюс Шикшнис (Vilnius University, CasZyme).