吐露港（ToloBio）生物科技有限公司首次发现 CRISPR-Cas12蛋白具备高效的“反式切割活性”，并基于该酶的独特优势研发了“福尔摩斯/HOLMES”核酸快速检测平台技术（one-Hour Low-cost Multipurpose highly Efficient System）。相比于传统的分子诊断技术，基于CRISPR的HOLMES技术具备高灵敏、高特异、快速便捷等优势，被《Science》杂志誉为“下一代分子诊断技术”，在病原菌检测、遗传疾病筛查、精准医疗等众多领域有很大的应用潜力。

Cas12a

● Cas12a家族是一类由单个crRNA介导的核酸内切酶

● 在HOLMES核酸检测系统中，Cas12a: crRNA: 靶标DNA分子三元复合物的形成会激活Cas12a的反式剪切活性，可无差别的剪切反应体系中的ssDNA分子，包括荧光标记的ssDNA探针，从而产生大量的荧光信号，指示检测结果为阳性

Cas12b

● 采用嗜热菌来源的Cas12b，比Cas12a更加耐热，使核酸扩增与靶标检测在同一管中进行

● Cas12b: crRNA: 靶标DNA三元复合物会激活Cas12b的反式剪切活性, 可无差别剪切反应中的ssDNA分子，包括荧光标记的ssDNA探针，从而产生大量的荧光信号，指示检测结果为阳性

●  “一管法”体系既能保持对SNP和甲基化位点的分辨能力，又有效地避免气溶胶污染的风险，同时缩短检测耗时

●  通过结合HOLMESv2与digital PCR体系，可实现对靶标核酸的绝对定量

Cas13a

ToloBio拥有Cas12核酸检测的方法学专利，并在2020年与美国科学院院士张锋教授领衔创立的Sherlock Biosciences就Cas12和Cas13诊断技术达成了中美市场的“专利交叉授权”合作。2022年11月，双方又进一步签署了全球范围内的CRISPR诊断“专利交叉授权”合作协议，完成了ToloBio在CRISPR检测领域方法学专利的全面布局。

● Cas13家族是一类由crRNA单独介导的核酸内切酶，可特异地识别并剪切靶标ssRNA

● Cas13与crRNA、靶标RNA形成三元复合物后，激活针对非特异序列ssRNA的“反式剪切活性”，将体系中的ssRNA切碎

● 靶标RNA浓度越高，体系反式剪切ssRNA报告探针的速度更快，释放荧光信号到达平台期的时间越短

Cas12f

● Cas12f核酸酶是依赖sgRNA介导的内切核酸酶，倾向于特异结合并剪切靶标ssDNA，且无需PAM位点

● Cas12f蛋白分子量普遍较小（约61.5kD），这是其主要优势之一

● 与Cas12a/b功能类似，已有文献报道，Cas12f对ssDNA靶标中SNP位点的分辨能力高于Cas12[4]。

CRISPR-Dx的优势

● 多重：联检/降本；微流控/盘式芯片；色码CARMEN；体系多重

● 绝对定量：液相微球/固态微孔

● 超灵敏/特异：1-2个拷贝可测；识别PCR灰区、SNP位点、甲基化位点

● 超快速：1-5min内完成剪切；恒温扩增；One-Step；免扩增；免提取核酸

● POCT/全自动：LFA；LDT；全流程自动化；便捷/成本低

其他CRISPR-Dx产品

Cas Protein表达质粒

CRSIPR体系反式剪切报告探针

Reference:

[1] Li S, Cheng Q, Wang J, et al. CRISPR-Cas12a-assisted nucleic acid detection[J]. Cell Discovery. 2018, 4: 20.

[2] Li L, Li S, Wu N, et al. HOLMESv2: A CRISPR-Cas12b-Assisted Platform for Nucleic Acid Detection and DNA Methylation Quantitation[J]. ACS Synthetic Biology. 2019, 8(10): 2228-2237.

[3] Gootenberg JS, Abudayyeh OO, Lee JW, et al. Nucleic acid detection with CRISPR-Cas13a/C2c2. Science. 2017;356(6336):438-442.

[4] Harrington LB, Burstein D, Chen JS, et al. Programmed DNA destruction by miniature CRISPR-Cas14 enzymes. Science. 2018;362(6416):839-842.

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