[注] 凝集誘導発光ルミノーゲン / aggregation-induced emission luminogens (AIEgens)
[出典] "CRISPR/Cas-mediated “one to more” lighting-up nucleic acid detection using aggregation-induced emission luminogens" Guo Y [..] Huang X, Xin H, Xiong Y, Tang BZ. Nat Commun. 2024-10-03. https://doi.org/10.1038/s41467-024-52931-0 [所属] Nanchang U, Beijing Technology & Business U, Central South U Forestry and Technology, China Agricultural U, Jiangxi Provincial Center for Disease Control and Prevention, Chinese U Hong Kong.
Cas12やCas13をベースとする手法CRISPR Dxは分子診断に革新をもたらしたが、一本鎖核酸蛍光レポーターのトランス開裂に依存しているため、さらなるシグナル伝達効率、感度および安定性の向上が望まれている。
中国の研究チームは今回、Cas12またはCas13のトランス切断活性をベースとするシグナル増幅に、「1対多」のAIEgenライトアップ蛍光を統合したCrisprAIEを開発した。AIEgenライトアップ蛍光は、一本鎖核酸リンカーと両端のブラックホールクエンチャー基で標識されたAIEgenを組み込んだ二本鎖DNA（Q-dsDNA/AIEgens-Q）が、Cas12/Cas13によってトランス切断されることで、生成される。
CRISPR/Cas反応と、Casタンパク質のトランス開裂によって生成される凝集誘導発光ルミノーゲン（AIEgen）を介したライトアップ蛍光を、一本鎖核酸リンカーと両端のブラックホールクエンチャー基で標識されたAIEgen取り込み二本鎖DNA（Q-dsDNA/AIEgens-Q）と統合したシステム、CrisprAIE、を開発した [Fig. 1: Schematic of our developed CrisprAIE assay 参照]。
CrisprAIEは、前増幅不要で、ノロウイルスおよびSARS-CoV-2の臨床核酸検出において優れた性能を示したが、さらに、球状核酸修飾 (pherical nucleic acid-modified) AIEgens（SNA/AIEgens）およびスマホベースの読み出し装置と統合することにより、さらに性能が向上した [Fig. 7: Portable device adapting CrisprAIE for POC testing 参照]。
Q-dsDNA/AIEgen-QおよびSNA/AIEgenレポーターを利用した改良型CrisprAIEシステムは、従来のCRISPRベースの診断法と比較して、感度がそれぞれ約80倍および270倍まで向上した。
研究チームは、CrisprAIEを普遍的なシグナル生成戦略として容易に拡張することができ、ほぼすべての既存のCRISPRベースの診断法の検出効率を大幅に向上させることができるとみている。
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