Spherical Nucleic Acids as Modulators of CRISPR/Cas12a by a Steric Barrier Effect for Designing Versatile Biosensors

化学 核酸 清脆的 生物传感器 位阻效应 纳米技术 计算生物学 组合化学 生物化学 立体化学 基因 生物 材料科学
作者
Fengxi Zhu,Qiang Zhao
出处
期刊:Analytical Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:97 (23): 12215-12222 被引量:4
标识
DOI:10.1021/acs.analchem.5c00937
摘要

Discovery of CRISPR/Cas12a has revolutionized broad fields, including gene editing, molecular diagnosis, and biosensing. Flexible regulation of Cas12a activity is important for diverse CRISPR/Cas12a applications, especially for biosensing, but it still faces limitations and challenges. We find gold nanoparticles (AuNPs) modified with a single-stranded DNA activator create a huge steric barrier that strongly locks activators in a one-to-many manner and inhibits Cas12a activity. This finding offers a new way to modulate the activity of Cas12a for applications, such as designing versatile biosensors. We report a spherical nucleic acid (SNA)-modulating CRISPR/Cas12a (SNA-Cas) platform using SNAs as signal translators for target sensing. A stimuli-responsive SNA was constructed by modifying AuNPs with a DNA activator containing a specific trigger element, and the target triggers specific reactions (e.g., thiol-exchange chemical reaction and RNA-cleaving by DNAzymes) to release activators into solution. A free activator initiates trans-cleavage activity of CRISPR/Cas12a, scissoring fluorescent DNA reporters to produce amplified signals. To show proof of concept, we demonstrate SNA-Cas to sensitively detect diverse non-nucleic acid targets, including biological thiol cysteine, heavy metal Pb2+, and biomarkers of O6-methylguanine-DNA-methyltransferases (MGMT) and fat mass and obesity-related protein (FTO) demethylases. This work opens one door for SNA modulating CRISPR/Cas activity and shows great potential in designing versatile biosensors for detecting diverse targets.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
DDDDD发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
科研狗应助NN采纳,获得30
1秒前
把饭拼好给你完成签到 ,获得积分10
1秒前
abcc1234完成签到,获得积分10
1秒前
夏林果完成签到 ,获得积分10
2秒前
可可发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
芝芝完成签到,获得积分10
3秒前
Snow完成签到,获得积分10
3秒前
Demon发布了新的文献求助10
4秒前
Timezzz完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
小松挂六万八完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
杨亿应助li采纳,获得10
5秒前
mz完成签到,获得积分10
5秒前
周帆完成签到,获得积分10
5秒前
ivyjianjie完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
7秒前
瘦瘦道天发布了新的文献求助10
7秒前
原鑫完成签到,获得积分10
7秒前
Timezzz发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
秋萍完成签到,获得积分10
8秒前
leiyuekai完成签到 ,获得积分10
8秒前
一路生花完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
可可完成签到,获得积分10
9秒前
纯真万言发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
绿豆酥发布了新的文献求助10
9秒前
可可可爱完成签到 ,获得积分10
9秒前
嗯嗯哈哈发布了新的文献求助10
9秒前
chi完成签到,获得积分10
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Römisch-Germanische Forschungen 1000
Social Psychology (第二版) 700
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7613838
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9189268
关于积分的说明 19687779
捐赠科研通 7186746
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3270940
关于科研通互助平台的介绍 2434422
邀请新用户注册赠送积分活动 2265928