Rapid, multiplexed, and enzyme-free nucleic acid detection using programmable aptamer-based RNA switches

适体 核酸 核糖核酸 环介导等温扩增 多路复用 折叠(DSP实现) 核酸法 化学 生物化学 计算生物学 组合化学 生物 分子生物学 DNA 计算机科学 基因 电信 电气工程 工程类
作者
Zhaoqing Yan,Amit Eshed,Anli A. Tang,Nery R. Arevalos,Zachary M. Ticktin,Soma Chaudhary,Duo Ma,Griffin McCutcheon,Yongdan Li,Kaiyue Wu,Sanchari Saha,Jonathan Alcántar‐Fernández,José L. Moreno-Camacho,Abraham Campos‐Romero,James J. Collins,Peng Yin,Alexander A. Green
出处
期刊:Chem [Elsevier BV]
卷期号:10 (7): 2220-2244 被引量:13
标识
DOI:10.1016/j.chempr.2024.03.015
摘要

Rapid, simple, and low-cost diagnostic technologies are crucial tools for combating infectious disease. We describe a class of aptamer-based RNA switches, or aptaswitches, that recognize target nucleic acid molecules and initiate the folding of a reporter aptamer. Aptaswitches can detect virtually any sequence and provide an intense fluorescent readout without intervening enzymes, generating signals in as little as 5 min and enabling detection by eye with minimal equipment. Aptaswitches can be used to regulate the folding of seven fluorogenic aptamers, providing a general means of controlling aptamers and an array of multiplexable reporter colors. By coupling isothermal amplification reactions with aptaswitches, we reach sensitivities down to 1 RNA copy/μL in one-pot reactions. Application of multiplexed all-in-one reactions against RNA from clinical saliva samples yields an overall accuracy of 96.67% for detection of SARS-CoV-2 in 30 min. Aptaswitches are thus versatile tools for nucleic acid detection that are readily integrated into rapid diagnostic assays.
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