文献综述
一种基于CRISPR/Cas12a的核酸生物传感器构建与机制
摘要：随着CRISPR-Cas在细菌免疫过程中的相关机制研究越来越清晰,以及多种类型的Cas蛋白不断发现，CRISPR-Cas复合体对于外源DNA和RNA的高效特异性识别机制引起了研究者们的关注。例如双链DNA序列特异性的Cas9蛋白酶、Cas12a蛋白酶，以及RNA序列特异性的Cas13a蛋白酶等。通过对CRISPR的体外定向修饰,建立了一定的逻辑机制，再结合不同剪切属性的Cas酶可以建立起一系列基于CRISPR-Cas 技术的检测传感器。
关键词：Cas12a，CRISPR-Cas系统，生物传感器
1．引言
CRISPR（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）是原核生物基因组内的一段重复序列，与细菌的获得性免疫机制有关。由此机制研发的CRISPR技术被广泛运用于多种分子生物学研究工作，如基因敲入、敲除、标记、转录调控等。 CRISPR/Cas12a于2015年首次被Zhang Feng课题组开发成基因编辑工具。因Cas12a相比Cas9更具优势，自报道后就迅速受到研究者们的关注。2018年4月，Science和Cell Research期刊同时报道了CRISPR/Cas12a的反式切割(trans cleavage)活性，即Cas12a的双链DNA切割活性一经激活之后，就可以极高的活性切割任意序列的单链DNA。利用这一特性，CRISPR/Cas12a随后被开发成高灵敏度核酸检测工具。本课题通过设计构建一种基于适配体特异性识别的核酸生物传感器，利用CRISPR/Cas12a对于荧光探针的切割，实现了对于靶标物，如抗生素等的检测。
2.技术简介
2.1.1 CRISPR
CRISPR是原核生物基因组内的一段重复序列，是细菌和病毒在漫长的进化史中进行斗争而产生的免疫功能元件，即病毒将它的基因整合到细菌上，从而利用细菌的细胞为自己的基因复制，而细菌为了将病毒的入侵基因清除，因此进化出了CRISPR-Cas9系统，利用此系统，细菌能将病毒的基因从自己的基因组上切除，这就是细菌特有的免疫系统。这个免疫系统利用一种酶，能把一段作为引导工具的小RNA切入DNA，就能在此处切断或做其他改变。研究表明，通过这些介入，CRISPR能使基因组更有效地产生变化或突变，效率其他基因编辑技术更高。
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