LwCas13a 酶检测原理基于其RNA介导的RNA内切酶活性及反式切割活性,具体如下:
1.靶标RNA识别与结合:该酶在单链向导RNA(crRNA)的引导下,通过crRNA与靶标RNA的碱基互补配对,特异性识别并结合靶标RNA。这一过程依赖于靶标RNA中是否存在PFS(原间隔序列侧翼序列)序列,但LwCas13a对PFS序列的要求并不严格。
2.靶标RNA切割:结合靶标RNA后,LwCas13a酶发挥其RNA内切酶活性,在特定位点切割靶标RNA,使其降解。
3.反式切割活性激活:靶标RNA被切割后,LwCas13a酶的反式切割活性被激活。这种活性使得LwCas13a酶能够非特异性地切割体系中任意序列的单链RNA(ssRNA),包括荧光标记的报告RNA。
4.荧光信号产生与检测:当荧光标记的报告RNA被LwCas13a酶切割时,荧光基团与淬灭基团分离,从而产生荧光信号。通过检测荧光信号的强度,可以判断体系中是否存在靶标RNA以及其浓度。
1.高灵敏度:LwCas13a酶的反式切割活性使其能够高效切割体系中任意序列的单链RNA,从而放大检测信号,提高检测灵敏度。例如,在不进行靶标扩增的情况下,通过电化学方法,LwCas13a变体从非活性病毒和未提取的临床样本中检测到了amol浓度的SARS-CoV-2基因组。
2.高特异性:LwCas13a酶通过crRNA与靶标RNA的碱基互补配对实现特异性识别,结合其反式切割活性,能够准确区分靶标RNA与非靶标RNA,减少假阳性结果。
3.快速检测:LwCas13a 酶检测原理结合等温扩增技术(如RPA),可在短时间内完成靶标RNA的扩增与检测,实现快速诊断。例如,针对猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)的检测方法,可在37℃的等温条件下进行实时分析或可视化检测,检测极限为172copies/μl。
4.可视化检测:通过将LwCas13a酶的反式切割活性与荧光标记或侧向流层析试纸条等技术结合,可实现检测结果的可视化,便于现场快速诊断。
