基于CRISPR/Cas12a技术对核酸相关酶活性及羊痘病毒的检测

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:archer_zhang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
生物体核酸相关酶活性及核酸是生物体生长发育、繁殖等正常生命活动必不可少的两类物质。研究表明,生物体核酸相关酶活性与生物体多种疾病如癌症、汤姆森氏综合征、Bloom综合征、神经退行性疾病等相关。建立生物体内核酸相关酶活性检测对于疾病早期筛查、临床诊断以及疾病预后处理意义重大。羊痘病毒(Capripoxvirus,CaPV)是牛羊常见皮肤病之一,可引起山羊痘、绵羊痘和牛结节性疹块病,被世界动物卫生组织列为通报疾病。传统核酸相关酶活性及CaPV检测方法存在依赖大型仪器设备、检测灵敏度有限、特异性不高、检测过程耗时、无法满足现场即时检测等缺点。因此,建立新的能高灵敏、快速、即时检测核酸相关酶活性及CaPV的方法仍是急需的。CRISPR/Cas体系用于分析检测,具备生理温度下识别目标物、特异性好、灵敏度高、操作简单、响应速度快、成本低廉、易于微型化和集成等优点,特别适用于复杂实际样本中低丰度靶标分子检测和POCT诊断部署。生物体核酸相关酶作用于核酸,使得核酸结构发生变化,为使用CRISPR/Cas体系检测其活性提供了条件。本文利用CRISPR/Cas12a体系结合新型生物放大技术建立了生物体多种核酸相关酶活性检测新技术。此外,考虑到CRISPR/Cas12a体系在核酸检测方面优势,本文将其与生物放大技术结合用于CaPV的高灵敏、快速、即时检测。具体研究工作如下:(1)基于末端脱氧核苷酸转移酶及CRISPR/Cas12a体系建立Dam甲基转移酶活性超灵敏检测(TdT-IU-CRISPR/Cas12a)。利用Dam甲基转移酶诱导TdT聚合产生聚“T”序列招募并激活多个CRISPR/Cas12a体系,实现信号级联放大。该检测方法可特异性检测Dam甲基转移酶活性至1.26×10-3 U/mL,线性范围为1.59×10-3~3.18×10-1 U/mL。相比于其它Dam甲基转移酶活性检测法,该方法在灵敏度上提高了一个数量级。该方法可用于Dam甲基转移酶活性抑制筛选。正常人血清样本中Dam甲基转移酶活性加标回收率在92.9~105.2%之间,RSD值为5.27%~7.57%,表明该方法在血清基质背景中具备良好的加标回收率。(2)基于增强型链置换扩增及CRISPR/Cas12a体系建立针对序列特异性核酸及尿嘧啶糖基转移酶活性的超灵敏检测平台。在优化条件下,该检测平台可特异性检测HIV-1 DNA至87.3 aM,线性检测范围为100 aM~5 pM;HIV-1 DNA重复实验RSD值为5.92%,表明该检测平台在序列特异性核酸检测方面稳定性良好;HIV-1 DNA在正常人血清中加标回收率在91.25%~114.75%之间,RSD值≤6.44%,表明该方法在血清基质背景中具备良好的加标回收率。在优化条件下,检测平台可特异性检测UDG活性至3.1×10-5 U/mL,线性检测范围为5.0×10-5至0.1 U/mL;UDG重复实验RSD值为5.83%,表明该检测平台在UDG活性检测方面稳定性良好;该检测平台可用于UDG抑制剂筛选;He La裂解液中UDG活性实验表明该检测平台可用于实际样本中UDG活性检测。(3)基于酶诱导产生激活链激活CRISPR/Cas12a反式切割活性建立针对酶活性(T4 PNK、端粒酶及APE1)的超灵敏、即时检测平台(Ed U-CRISPR/Cas12a)。所建荧光法可特异性检测T4 PNK活性至1.48×10-4 U/mL,线性范围为2.5×10-4~2.5 U/mL;所建试纸条法可裸眼、即时检测T4 PNK活性至2.5×10-3 U/mL;He La细胞中T4 PNK活性检测实验表明该检测平台可用于实际样本中T4 PNK活性检测。对于端粒酶活性检测,所建荧光法可特异性检测肝癌细胞中端粒酶活性至9.25×10~1 cells/mL,线性范围为9.25×10~1~9.25×10~5 cells/mL;所建试纸条法可裸眼、即时检测肝癌细胞中端粒酶活性至9.25×10~2 cells/mL;不同亚型肝癌细胞中端粒酶活性检测实验表明该检测平台可用于区分不同亚型肝癌细胞。对于APE1活性检测,所建荧光法可特异性检测APE1活性至2.52×10-4 U/mL,线性范围为2.5×10-3~2.5×10~1 U/mL;所建试纸条法可裸眼、即时检测APE1活性至2.5×10-2U/mL;He La细胞中APE1活性检测实验表明该检测平台可用于实际样本中APE1活性检测。(4)基于环介导等温扩增及CRISPR/Cas12a体系建立CaPV的超敏感、即时检测。所建荧光法可特异性检测CaPV至1.47×10-3 TCID50;所建试纸条法可特异性检测CaPV至1.47×10-2 TCID50。所建荧光法及试纸条法对41个模拟临床样本和实际样本检测的阳性和阴性符合率分别为100%和90.9%。且该方法可用于只需经过简单超声处理的CaPV细胞培养样本检测,为实际样本无需提取核酸检测提供了希望。(5)基于直接PCR及CRISPR/Cas12a体系建立了D-PCR-CRISPR/Cas12a-F和D-PCR-CRISPR/Cas12a-LFB法。所建荧光法及试纸条法可检测抗EDTA牛血和组织样本中LSDV至1.67 TCID50,比没有结合CRISPR/Cas12a体系的D-PCR-LFB高3个数量级,比q PCR高2个数量级。D-PCR-CRISPR/Cas12a-F和D-PCR-CRISPR/Cas12a-LFB在检测弱阳性样本时,可有效避免假阴性出现。所建D-PCR-CRISPR/Cas12a-F和D-PCR-CRISPR/Cas12a-LFB可实现多种临床样本如组织、抗EDTA血液、血清、鼻拭子和口腔拭子中LSDV的直接检测。此外,本章利用AS-PCR并结合CRISPR/Cas12a体系筛选出三套能特异性鉴别LSDV、GTPV和SPPV的引物。(6)RPA结合CRISPR/Cas12a体系建立CaPV的一管式灵敏检测。基于此建立的荧光法及侧向流试纸条法可在50 min特异性检测CaPV至1.67 TCID50。16个盲样检测结果表明所建荧光法及侧向流试纸条法可用于CaPV实际样本检测。此外,基于LSDV疫苗株与野毒株在ORF126基因处差别,设计出了两套能够鉴别LSDV疫苗株与野毒株的引物,为LSDV的免疫监测提供了新方法。
其他文献
报纸
随着中国特色社会主义文化建设事业的发展,各类综艺节目在不断创新理念,运用新模式传播中国声音,讲好中国故事。这为我国国民文化自信的提升作出了相应的贡献。在此文化自信视域下,爱奇艺在2021年第三季度上新的文化类综艺节目《登场了!洛阳》,利用洛阳当地丰富的历史文化资源,通过寻本溯源、抒写历史、打造品牌、致敬传播等方式实现线上线下不断联动,用诚心和匠心共同使得中华优秀历史文化不断可见可感,更好地唱响了中
期刊
随着能源和环境问题日益严峻,混合工质在低品位能源回收利用和制冷空调领域得到了广泛的应用,其发展水平对我国实现“双碳计划”目标有着至关重要的意义。其中非共沸混合工质相变过程的温度滑移特性,可减小换热过程的不可逆损失,是近年来的研究热点之一。工质的蒸发和沸腾相变是换热设备中的重要过程,严重影响热力循环性能。因此需要对混合工质在加热表面上的蒸发和沸腾现象进行深入研究,探讨影响能量转化和物质迁移的因素,寻
学位
报纸
累积接尘量是引发尘肺病的重要因素,目前通用的监测方法是工班采样法。但是,工班采样法会进一步增加作业人员的负重,也不能实时监测作业人员的累积接尘量,对尘肺病预警的实时性较差。累积接尘量实时监测技术能够实时监测作业人员的累积接尘量,并有助于对尘肺病进行实时预警,而作业人员累积接尘量实时监测技术在国内外尚属空白。本论文在国家重点研发计划项目“矿山职业危害防治关键技术及装备研究”(项目编号:2017YFC
学位
<正>班主任是对班级有效管理的主要实施人,也是处于对班级管理的最前线,因此作为整个班级的管理者和组织者,班主任要具备一定的素质。本文通过分析中等职业学校班主任管理工作所存在的问题,提出班主任管理工作的改善措施。其措施包括以下六点:建立完善的管理机制;提升班主任自身职业素养和教学水平;做到班务管理公平、公正、有责任心;加强学生心理教育;制订科学、合理的班级管理方案;完善中职院校班主任选配评估制度。本
期刊
肿瘤细胞血行转移(hematogenous metastasis,HM)引起的靶器官衰竭是肿瘤致死的主要原因。血行转移中的肿瘤细胞获得更强的迁移能力,除生化因素外,其所受微环境力学刺激也扮演重要角色。实验室前期研究证实悬浮力学状态(suspension mechanical state,Sus)可通过环氧化酶2参与乳腺肿瘤细胞(breast tumor cells,BTCs)迁移调控,剪切力(sh
学位
随着交通隧道、水利水电、采矿工程、核废料存储、二氧化碳地质封存等工程的快速发展,涉及到的隧洞围岩面临着高地应力下的失稳破坏问题,并且破坏往往会波及至深处围岩。岩体作为一种非线性、非均质和各向异性的地质体,在漫长的地质构造作用下其内部分布有不同特征的裂隙、软弱夹层和节理等结构面,结构面的存在导致围岩承载能力的显著降低,并对围岩应力分布和破坏特征造成显著影响。此外,隧洞在开挖过程中伴随着主应力方向的变
学位
近年来,中国电影发展迅猛,在创作、生产、市场、海外传播等方面都取得了突破性成就。新时代的中国电影需要抓住机遇,创作出更多艺术精品,提升核心竞争力,增强国际影响力。实现这一目标的可行性途径,需要大批量、高水准的电影精英人才,坚守文化自信,秉承现实主义精神,从丰厚的文化资源和肥沃的文化土壤中汲取营养,传达普世的价值主题,用新形象承载新时代精神,讲好中国故事,传达中国精神。
期刊
镁合金具有密度低、阻尼性能好、比刚度高、可回收等优点,在工业上有着巨大的应用潜力。然而,镁合金弹性模量低(约40-45GPa),抗弹性变形能力差,不能满足航天航空和军事等工业领域对构件刚度的要求。此外,振动和噪声已成为三大公害之一,镁合金因具有良好的阻尼性能被广泛应用于减震降噪材料中,但目前已开发的高阻尼镁合金材料往往弹性模量偏低,尝试去提升弹性模量往往又会恶化镁合金的阻尼性能,高弹性模量和高阻尼
学位