近日，武汉轻工大学生命科学与技术学院乔洁副教授课题组最新研究成果 “Boosting CRISPR/Cas12a intrinsic RNA detection capability through pseudo hybrid DNA–RNA substrate design”发表于国际顶尖期刊《Nucleic Acids Research》杂志 （IF=16.6)，乔洁副教授为本文的第一作者，武汉轻工大学为第一作者单位。

图 1. 论文标题

传统 CRISPR/Cas12a 系统虽被誉为 “基因剪刀”，但其 RNA 检测能力长 期存在灵敏度低（仅 3 - 30 nM）、难以识别短于 20 nt 的 RNA 片段或复杂结 构 RNA、需依赖逆转录等繁琐预处理步骤三大瓶颈。现有升级技术难以兼顾灵 敏度与普适性，限制了其临床应用。

本研究创新性地提出伪杂合 DNA - RNA（PHD）技术（图2），成功破解 上述难题。其核心创新机制包括：一是设计含 PAM 序列的 DNA 链作为独创 “DNA 假肢” 激活剂，与目标 RNA 杂交形成稳定 DNA - RNA 嵌合体，精准模 拟 Cas12a 天然底物构象；二是构建双模式检测系统，既能 20 分钟完成 RNA 直接检测，省去逆转录步骤，又能耦合 RPA 扩增与 T7 转录突破 DNA 检测的 PAM 序列限制；三是通过混合多靶点 crRNA 形成 “crRNA 池”，使 RNA 检 测灵敏度较传统 Cas12a 体系提升 1000 倍。此外，本研究还与临床医生紧密合 作，探索了该技术在疾病生物标志物检测上的临床应用，为生命科学和临床医学 研究提供了创新研究工具。

图2.CRISPR/Cas12a PHD 核酸检测方法原理示意图

据悉，乔洁副教授课题组长期致力于基因编辑与检测工具的应用开发研究。 2025 年以来，该课题组在 CRISPR/Cas 核酸酶基因编辑与核酸检测领域取得重要 进展。乔洁副教授以通讯作者或第一作者身份在《Communications Biology》（中 科院 1 区 Top ，IF=5.4）、《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》（中科院 2 区 Top ，IF=5.4）和《International Journal of Biological Macromolecules》（中科 院 2 区 Top ，IF=7.7）发表了三篇高水平论文。其中，课题组本科生周宇子作为 共同第一作者在《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》发表的论文被选为当期 封面文章。

本研究得到了国家重点研发计划、湖北省自然科学基金等项目的支持。乔洁 副教授课题组一直从事基因编辑和检测工具的应用开发研究， 已在 Nature Communications、Biosensors and Bioelectronics、Talanta、Chemical Communications、 Communications Biology 、Biotechnology for Biofuels 等国际权威期刊上发表多篇 高水平研究论文。

课题组长期欢迎有科研理想和奋斗精神的本科生和硕士生加入，共同追求卓 越。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-52691-x