美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校和克萊蒙特學(xué)院凱克研究所的合作團(tuán)隊(duì)將基因編輯技術(shù)與納米電子學(xué)相結(jié)合，創(chuàng)造出一種可在幾分鐘內(nèi)檢測(cè)出特定基因突變的新型手持設(shè)備。研究人員稱(chēng)，這種稱(chēng)之為“CRISPR-Chip”的設(shè)備方便快捷，可用于快速診斷遺傳疾病或評(píng)估基因編輯技術(shù)的準(zhǔn)確性。

近些年興起的CRISPR-Cas9技術(shù)以精確聞名，為研究人員提供了前所未有的基因編輯功能。為了利用CRISPR的基因靶向能力，該團(tuán)隊(duì)將一種失活的Cas9蛋白變體——一種可以在DNA中找到特定位點(diǎn)但不會(huì)剪切它的Cas9變種——連接到由石墨烯制成的晶體管上。當(dāng)這種CRISPR復(fù)合物在其靶向的DNA中找到特定位點(diǎn)時(shí)，會(huì)與其綁定并觸發(fā)石墨烯電導(dǎo)率變化，改變晶體管的電特性。而這些變化可以通過(guò)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的手持設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。

研究人員指出，如今通過(guò)DNA測(cè)序檢測(cè)某種基因突變并不難，不少醫(yī)院或公司可以提供這樣的服務(wù)。但與大多數(shù)基因檢測(cè)相比，用“CRISPR-Chip”進(jìn)行基因突變檢測(cè)更簡(jiǎn)便快捷，可以在醫(yī)生辦公室或野外工作環(huán)境中進(jìn)行，無(wú)需將樣品送到實(shí)驗(yàn)室。使用時(shí)，只需將提取的DNA樣品放在芯片上，通過(guò)CRISPR技術(shù)搜索，石墨烯晶體管就可以在幾分鐘內(nèi)報(bào)告搜索結(jié)果。

研究人員稱(chēng)，新裝置是納米電子學(xué)與現(xiàn)代生物學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，將CRISPR技術(shù)的精準(zhǔn)特性與石墨烯晶體管的超靈敏度融為一體，既精確又快捷。該裝置既可用于快速診斷疾病，通過(guò)快速基因檢測(cè)幫助醫(yī)生為患者制定個(gè)性化的治療計(jì)劃，也可以用于監(jiān)測(cè)CRISPR是否與特定DNA序列結(jié)合，籍此評(píng)估基于CRISPR的基因編輯技術(shù)的準(zhǔn)確性。

相關(guān)研究成果在線發(fā)表于近日的《自然·生物醫(yī)學(xué)工程》雜志上。