CRISPR-Cas13a:

новое поколение в молекулярной диагностике РНК-вирусов

Разрабатываем технологическую платформу для создания молекулярных тест-систем на основе белка Cas13a.

Как это работает
Объёмная модель молекулярного комплекса на синем фоне

Orthohantavirus puumalaense

Первый объект разработки: возбудитель геморрагической лихорадки с почечным синдромом (ГЛПС).

В основе подхода лежит специфическое распознавание вирусной РНК системой CRISPR-Cas13a. Результат регистрируется колориметрическим методом.

Мишень

РНК вируса

Распознавание

CRISPR-Cas13a

Результат

Колориметрический сигнал

Проблема

Молекулярное обнаружение вирусной РНК играет важную роль в диагностике инфекционных заболеваний. На практике выбор метода зависит не только от аналитических характеристик, но и от:

  • доступного оборудования
  • стоимости анализа
  • требований к подготовке образца
  • организации рабочего процесса
  • предполагаемого масштаба исследований

Зачем нужна альтернатива

Что уже есть

ПЦР и другие методы анализа являются важными инструментами молекулярной диагностики.

Что может понадобиться

Однако в зависимости от сценария применения может возникать потребность в альтернативных или дополнительных технологиях, способных использовать:

  • специфическое молекулярное распознавание
  • различные форматы регистрации результата

Принцип работы

CRISPR-Cas13a — система, способная распознавать определенные последовательности РНК с помощью направляющей РНК (crRNA).

Распознавание

crRNA распознает вирусную последовательность.

Активация

Распознавание активирует белок Cas13a.

Сигнал

Cas13a расщепляет репортерную молекулу, и формируется колориметрический сигнал.

От бактериальной защиты к диагностике

Основа

CRISPR-технологии возникли не как готовый инструмент диагностики. Их основа была сформирована исследованиями естественных защитных систем бактерий — механизмов, которые позволяют микроорганизмам распознавать чужеродный генетический материал.

РНК-системы

Одним из направлений развития этой области стало изучение CRISPR-систем, способных работать непосредственно с РНК.

2016

Ученые описали новый белок, способный программируемо распознавать РНК с помощью гидовой РНК (crRNA).

Диагностика

Следующие исследования показали, что Cas13a может использоваться не только для изучения и регуляции РНК, но и как основа для создания систем ее обнаружения. После распознавания целевой РНК активированный Cas13a способен неспецифично расщеплять молекулы РНК. Это свойство позволило превратить молекулярное распознавание в регистрируемый сигнал.

Партнеры проекта

Проект создан при поддержке Федерального государственного бюджетного учреждения «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере» в рамках программы «Студенческий стартап» федерального проекта „Платформа университетского технологического предпринимательства“.

Схема диагностики

Забор крови и центрифугирование/ отстаивание крови

Сборка тест-системы в ИФА-планшете

  • плазма крови
  • буфер
  • гидовая РНК
  • репортерная молекула

Распознавание гидовой РНК вирусной РНК

Неспецифическое расщепление РНК

40 минут

Визуализация