不同结构的DNA激活序列对Cas12a反式切割活性的影响

CRISPR-Cas12a系统的反式切割活性在其识别特定的DNA激活序列后被激活,这不仅能实现特定DNA靶标的直接定量分析,同时也为构建针对多种生物标志物的体外传感体系带来了新的思路。然而,已有文献中所采用的双链DNA(dsDNA)和单链DNA(ssDNA)激活序列结构多种多样,缺乏全面、系统的设计指导原则。针对该问题,该文系统研究了不同结构的DNA激活序列对LbaCas12a反式切割活性的影响。通过对比研究,得出以下结论:(1)前间区序列邻近基序(PAM)位点有助于LbaCas12a更高效地靶向结合dsDNA激活序列和ssDNA激活序列;(2)PAM近端区域缺少序列片段会降低Cas12a-crRNA定位激活序列的效率;(3)删除PAM远端序列片段有利于增强LbaCas12a的反式切割活性;(4)由于省略了dsDNA解链过程,ssDNA激活序列在激活LbaCas12a的反式切割活性方面普遍比dsDNA激活序列产生的效果更好。根据这些发现,该文提出了一种LbaCas12a所青睐的高效激活序列结构,其激活的LbaCas2a反式酶切活性较采用含PAM位点的标准dsDNA激活序列高出3.7倍。研究结果为构建基于CRISPR-Cas12a的高效体外生物传感系统提供了重要支撑。