利用可环化的单链DNA在人类细胞中进行可编程核酸传感

《Nature Communications》：Programmable Nucleic Acid Sensing in Human Cells Using Circularizable ssDNA

　　

摘要

能够在活细胞中检测核酸特征并触发细胞功能的可编程技术为生物技术和医学领域带来了巨大潜力。在这里，我们开发了SONAR（一种利用反义寡核苷酸和逆转录酶检测核酸的技术），该平台能够识别目标DNA和RNA序列，并在人类细胞中触发可控的基因表达。SONAR通过可环化的单链DNA（ssDNA）传感器来实现这一功能：当这些传感器与互补DNA或逆转录生成的RNA杂交后，会通过细胞内的连接酶进行目标依赖性的连接反应，从而驱动遗传载荷的表达。在RNA检测方面，我们使用反义寡核苷酸（ASOs）来启动目标方向的逆转录过程，生成互补DNA以促进ssDNA的环化。实验表明，SONAR能够有效检测外源性和内源性RNA，并将检测结果与多种蛋白质载荷的可编程表达相结合（包括报告基因、重组酶和基因组编辑工具），同时还能从混合细胞群体中富集并分离出目标阳性的细胞。这一平台为靶向核酸检测和可诱导的基因表达提供了一个多功能框架，在诊断、治疗和合成生物学领域具有广泛的应用前景。