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生物医学科学专业学生王韵晴成功开发致病菌快速核酸检测技术
  作者:  2020-06-02

近日,2017级生物医学科学专业本科生王韵晴以第一作者身份在分子检测领域权威期刊ACS Sensors发表学术论文“A One-Pot Toolbox Based on Cas12a/crRNA Enables Rapid Foodborne Pathogen Detection at Attomolar Level”。ACS Sensors是美国化学学会(American Chemical Society,ACS)旗下知名期刊(影响因子6.9),也是JCR一区杂志。借助于生物医学科学专业一对一导师制培养模式,王韵晴同学于大二加入生物医学工程学院个性化医学研究院丁显廷教授课题组,以“一种基于CRISPR/Cas12a的快速灵敏的致病菌检测方法”为题,开展课题研究。

金黄色葡萄球菌和大肠杆菌0157:H7是主要的食源性致病菌,感染者通常表现出腹泻、出血性肠炎等症状,部分严重者出现败血症甚至死亡。为了设计出一种更灵敏、更省时、更省力的核酸检测方法,王韵晴同学把目光投向了近年飞速发展起来的新一代基因编辑技术——CRISPR/Cas12a技术。核酸内切酶Cas12a具有切割双链DNA及单链DNA的生物活性。在crRNA (CRISPR-related RNA)的帮助下,Cas12a与待检测的靶标双链DNA结合,构象发生变化,不仅可以特异性地切割靶标DNA,还可以非特异性地切割周围的单链DNA。研究小组给单链DNA标记上荧光基团F和猝灭基团Q。当细菌特异DNA片段存在时,活化的Cas12a切割单链DNA,导致F基团与Q基团分离,淬灭作用消除,F基团产生荧光,从而实现致病菌特异性高效检测的目标。

研究小组在上述基础上进一步开发了OCTOPUS(One-pot TOolbox with Precision and Ultra Sensitivity.)检测流程,该技术在50分钟内实现阿摩尔级的核酸检测,大幅简化缩短了操作过程,同时也避免了样品交叉污染。这项研究成果有望推广应用于临床诊断和基因分型等领域,促进生物学与医学之间的转化。

王韵晴同学表示,课题的顺利开展离不开生物医学科学专业一对一导师制的培养模式,以及学院提供的高水平、高起点、高规格的科研平台。她感谢医学院、致远学院对项目的大力支持,导师对前沿科技发展的关注与执着、以及对学生追求学术进步的支持和鼓励,激发了她在生物医学前沿领域自由探索的热情与勇气。

据悉,我院生物医学科学专业继2019年成为国家级一流本科专业建设点之后,今年又成为上海交通大学基础学科招生改革试点(强基计划)招生专业之一,势将进一步助推基础医学学科拔尖创新人才的培养与成长。