7、CRISPR技术在医疗诊断与移动患者监测中的应用

CRISPR技术在医疗诊断与移动患者监测中的应用

1. CRISPR-Cas13a的特性与机制

CRISPR-Cas系统在基因编辑和诊断领域展现出了巨大的潜力，其中Cas13a具有独特的特性。Cas13a以长度为28个核苷酸的间隔序列作为导航和识别目标的向导，通过富含尿嘧啶残基的PAM区域与目标结合并将其切断。与具有DNA切割活性的Cas9和Cas12不同，Cas13a能够切割RNA。

Cas13a可以发生突变成为dCas13a，从而失去RNA切割活性，但仍能结合特定的目标RNA，因此可作为RNA引导的RNA结合蛋白。Cas13a的错配容忍度与Cas9不同，Cas9能容忍3 - 5个错配，而Cas13a只能容忍单个碱基错配。

以下是Cas13a的作用机制流程：

graph LR
    A[Cas13a与pre - CrRNA共表达] --> B[pre - CrRNA结合到Cas13的REC叶]
    B --> C[pre - CrRNA被切割成成熟的CrRNA]
    C --> D[成熟的RNA与Cas13 CrRNA复合物结合]
    D --> E[结合到同源目标RNA序列]
    E --> F[发生构象变化，激活非特异性RNA切割能力]
    F --> G[切割游离的ssRNA]

2. Cas13a作为生物传感器的应用

Cas13a的RNA切割活性使其成为检测和感知转录本存在的理想选择。科学家利用这种Cas蛋白的附带切割活性，开发出了一种强大、精确且灵敏的诊断工具，用于体外