我们跳过结构部分接着看Csx30的功能。该蛋白与CASP-σ形成复合物,并且抑制该σ的转录功能;而当Csx30被切断后,σ因子得以释放,从而能够启动下游基因的转录,提升宿主的免疫能力,以应对外来的胁迫(详见下面的示意图)。
这里跳过大量体内体外的实验部分,直接进入我们今天的主题。还是比较关心CASP能否用于靶标核酸检测,因为该系统也是特异识别靶标RNA,然后激活Csx29内肽酶,裂解靶标蛋白Csx30。也就是说,这里也存在着特异靶标序列依赖型的protease输出,因此,理论上也是可以用于诊断的。果不其然,作者这里也早就想到这一点了。
这里的CASP核酸检测系统采用了FAM标记的Csx30蛋白(即reporter),通过RNA介导的Csx29激活,导致Csx30的断裂,荧光信号的输出。在免扩增的情况下,该系统的检测灵敏度可达250fM,已经是很好了。同时,作者也开发了体内的报告系统,用于监测体内靶标RNA的转录情况。
1. 既然跟CRISPR技术相关的诊断系统,CASP理论上也归属于CRISPR诊断大类。
2. 虽然在免扩增的条件下,CASP的灵敏度还不错,然而,这里的reporter是个蛋白质,生产和标记,在成本上和便捷性上都不占优势,能否转成短肽直接合成?感兴趣的同学可以考虑一下,如果证明多肽也可以被激活的CASP切割的话,那么又可以将CASP诊断的应用向前推进一步。
3. 而且这里的CRISPR系统是Type III类,由多个蛋白组成Cas7-11,并且与Csx29形成一个有功能的复合物。这个复合物能否进一步简化?或者想办法换成一个大的融合蛋白?
实际应用的话,还得算性价比,比较便捷性,如果上面这几点突破不了的话,CASP很难真正投入实际应用的。
参考文献:
[1] Strecker J, Demircioglu FE, Li D, Faure G, Wilkinson ME, Gootenberg JS, Abudayyeh OO, Nishimasu H, Macrae RK, Zhang F. RNA-activated protein cleavage with a CRISPR-associated endopeptidase. Science. 2022 Nov 25;378(6622):874-881. doi: 10.1126/science.add7450. Epub 2022 Nov 3. PMID: 36423276; PMCID: PMC10028731.