乔洁课题组本科生共同一作在NAR发表研究成果

近日，我院乔洁副教授课题组在国际顶尖期刊《Nucleic Acids Research》杂志（影响因子13.3）发表最新研究成果“CRISPR/Cas12a DTR System: A Topology-guided Cas12a Assay for Specific Dual Detection of RNA and DNA Targets.”（图1）。其中，我院2022级生物技术专业本科生秦志超为本文共同第一作者。

图1. 论文标题。

该研究提出了一种全新的CRISPR/Cas12a检测系统——DTR系统（Double-Target Responsive system），该系统首次实现了对非连续RNA和DNA目标的同时、高灵敏度、高特异性检测，为分子诊断与临床检测提供了创新工具。

目前，传统CRISPR/Cas12a系统依赖于连续靶标激活机制，仅能实现单一目标检测。为实现多重检测，往往需借助复杂的逻辑门电路、微流控技术或其他酶辅助系统，不仅操作繁琐，还存在信号泄漏、反应速度慢等问题。DTR系统通过拓扑结构引导的设计，利用两段分裂的crRNA片段与两个Cas12a蛋白，在同时识别两个核酸目标（如miRNA或DNA）时协同重组为具有活性的Cas12a复合体，从而激活其反式切割活性，实现严格的“与”逻辑门（AND-Logic gate）控制的特异性检测（图2）。该研究展示了DTR系统在以下方面的卓越性能：（1）双目标同时检测：可同时检测两种miRNA（如miR-155与miR-let-7a），灵敏度达78 fM；（2）卓越特异性：对单核苷酸变异（SNV）具有极高区分能力，优于现有检测方法；（3）广泛适用性：支持ssDNA、dsDNA、RNA及其混合目标的检测；（4）临床应用潜力：成功应用于口腔鳞状细胞癌（OSCC）患者样本中双miRNA的快速检测，可在20分钟内区分健康人与患者。

图2. DTR核酸检测方法示意图。

该研究由武汉轻工大学、湖北大学以及郑州大学第一附属医院等多家单位合作完成。DTR系统的推出，不仅拓展了CRISPR/Cas12a在多重核酸检测中的应用边界，也为未来开发便携式、一体化临床诊断设备奠定了坚实基础。

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、Nucleic Acids Research、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。2025年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”。

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://doi.org/10.1093/nar/gkaf893