一种基于Cas14a酶的RNA检测方法与流程

专利2022-06-28  92


本发明涉及一种基于cas14a酶的rna检测方法,其特征在于:可用于生物分析领域。



背景技术:

crispr(clusteredregularlyinterspacedshortpalindromicrepeats)被称为规律成簇间隔短回文重复,是细菌用以保护自身对抗病毒的一个系统[1]。目前发现的crispr相关联crispr-cas系统效应蛋白分为两大类[2]。其中cas9与tracrrna、引导crrna组成效应复合物切割靶dna[3];cas12a不需要tracrrna,其单独使用crrna作为指导,向目标双链dna中引入交错切割,一旦切割靶标,cas12a的附带切割活性即可被激活,可以切割ttatt序列的dna单链[4];cas13a是rna引导的rna酶,一旦rna靶标与sgrna相结合,cas13a的“附带切割”活性即可被激活成为非特异性的rnase[5]。基于这种激活附带切割的性能,crispr-cas系统被广泛应用于dna、rna和病原微生物的检测。crispr-cas14酶是近期发现的一种新的crispr-cas家族的蛋白,其分子量较小,具有靶向切割dna的活性,本发明能够相应的提供一种rna激活cas14a“附带切割”活性实现对rna的检测,对生物分析领域具有重要意义;

[1]jackson,s.a.;mckenzie,r.e.;fagerlund,r.d.;kieper,s.n.;fineran,p.c.;brouns,s.j.,crispr-cas:adaptingtochange.science2017,356(6333).

[2]shmakov,s.;smargon,a.;scott,d.;cox,d.;pyzocha,n.;yan,w.;abudayyeh,o.o.;gootenberg,j.s.;makarova,k.s.;wolf,y.i.;severinov,k.;zhang,f.;koonin,e.v.,diversityandevolutionofclass2crispr-cassystems.natrevmicrobiol2017,15(3),169-182.

[3]chen,j.s.;doudna,j.a.,thechemistryofcas9anditscrisprcolleagues.naturereviewschemistry2017,1(10).

[4]maxa.english;luisr.soenksen;raphaelv.gayet;helenadepuig;nicolaasm.angenent-mari;angelos.mao2;peterq.nguyen;collins,j.j.,programmablecrispr-responsivesmartmaterials.science2019.

[5]abudayyeh,o.o.;gootenberg,j.s.;essletzbichler,p.;han,s.;joung,j.;belanto,j.j.;verdine,v.;cox,d.b.t.;kellner,m.j.;regev,a.;lander,e.s.;voytas,d.f.;ting,a.y.;zhang,f.,rnatargetingwithcrispr–cas13.nature2017,550(7675),280-284。



技术实现要素:

本发明的目的是针对crispr-cas系统检测rna存在的问题,提供一种基于cas14a酶的rna检测方法,为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:

向含有单链引导rna(sgrna)-cas14a复合体和单链dna荧光猝灭探针(f-ssdna-q)的溶液中加入待检测rna,以荧光信号变化强度实现对rna的定量与定性分析;所述sgrna-cas14a复合体的制备方法为混合sgrna和cas14a酶,在0-60oc混合孵育0-300分钟;所述sgrna浓度为0-100mm;所述cas14a的浓度为0-100mm;所述sgrna的序列为:uucacugauaaaguggagaaccgcuucaccaaaagcugucccuuaggggauuagaacuugagugaaggugggcugcuugcaucagccuaaugucgagaagugcuuucuucggaaaguaacccucgaaacaaauucauuugaaagaauaaggaaugcaac 间隔序列;所述单链dna荧光猝灭探针(f-ssdna-q)的序列为f-(t)n-q(n≥5),如n=5,序列长度为f-ttttt-q;所述间隔序列为含有与待检测rna互补5-40bp长度的序列。

附图说明

图1不同种类microrna的荧光强度柱状图;

图2不同浓度mirna-221的荧光强度柱状图;

图3标准曲线。

具体实施方式

以下通过具体的实施例对本发明作进一步说明,有助于本领域的普通技术人员更全面的理解本发明,但不以任何方式限制本发明;

实施例1:

单链引导rna(sgrna)-cas14a复合体的制备:将500nmsgrna、500nmcas14a和100nmfq探针在25mmnacl,20mmtris-hcl,1mmdtt和10mmmgcl2混合均匀后与30oc孵育30分钟;

sgrna序列(红色下划线区为间隔序列):uucacugauaaaguggagaaccgcuucaccaaaagcugucccuuaggggauuagaacuugagugaaggugggcugcuugcaucagccuaaugucgagaagugcuuucuucggaaaguaacccucgaaacaaauucauuugaaagaauaaggaaugcaaccaacaucagucugauaacu

fq探针序列:fam-tttttttttttt-bhq1

实施例2:

rna定性分析:将100nm的microrna-221和microrna-145加入实施例1中孵育好的sgrna-cas14和fq溶液中,在96孔板中进行荧光检测,以荧光信号变化实现对相应rna的定性检测,以水代替rna作为空白对照组,,每组实验重复三次(参见图1);

microrna-221序列:uagcuuaucagacugauguuga

microrna-145序列:guccaguuuucccaggaaucccu

由图1可知,含有microrna-221的实验组荧光信号剧烈增强,而micorrna-145和空白对照组荧光信号没有变化,这表明该方法可以用于rna的定性分析;

实施例3:

rna定量分析:将不同浓度的microrna-221入实施例1中孵育好的sgrna-cas14和fq溶液中,在96孔板中进行荧光检测,通过不同浓度microrna对应的荧光强度实现对相应rna定性分析(参见图2和图3);

由图2可知,随着microrna-221浓度的增加,荧光信号逐步增强,由图3可知,micorrna-221浓度的对数值和荧光信号值呈现出很好的线性关系,r2=0.99721,这表明该方法可用于rna的定量分析。


技术特征:

1.一种基于cas14a酶的rna检测方法,其特征在于:向含有单链引导rna(sgrna)-cas14a复合体和单链dna荧光猝灭探针(f-ssdna-q)的溶液中加入待检测rna,以荧光信号变化强度实现对rna的定量与定性分析。

2.按权利要求1所述的一种基于cas14a酶的rna检测方法,其特征在于:所述sgrna-cas14a复合体的制备方法为混合sgrna和cas14a酶,在0-60oc混合孵育0-300分钟。

3.按权利要求1所述的一种基于cas14a酶的rna检测方法,其特征在于:所述sgrna浓度为0-100mm;所述cas14a的浓度为0-100mm。

4.按照权利1所述一种rna激活crispr-cas14a酶附带切割效应的方法,其特征在于:所述sgrna的序列为ttcactgataaagtggagaaccgcttcaccaaaagctgtcccttaggggattagaacttgagtgaaggtgggctgcttgcatcagcctaatgtcgagaagtgctttcttcggaaagtaaccctcgaaacaaattcatttgaaagaatgaaggaatgcaac 间隔序列。

5.按照权利1所述一种rna激活crispr-cas14a酶附带切割效应的方法,其特征在于:所述单链dna荧光猝灭探针(f-ssdna-q)的序列为f-(t)n-q(n≥5),如n=5,序列长度为f-ttttt-q。

6.按照权利5所述sgrna序列,其特征在于:间隔序列为含有与待检测rna互补5-40bp长度的序列。

技术总结
本发明是一种RNA激活Cas14a附带切割效应的方法,具体涉及分析化学、疾病快速诊断领域。利用RNA激活Cas14a的附带切割效应,切割ssDNA荧光探针,实现对RNA检测。本发明解决了Cas系统检测RNA时切割探针为RNA的问题,丰富了Cas14a的应用与检测领领域的范围。

技术研发人员:杨治庆;韦阳道;万逸
受保护的技术使用者:海南大学
技术研发日:2020.03.31
技术公布日:2020.06.09

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