近日，重庆医科大学检验医学院临床检验诊断学教育部重点实验室谢国明教授团队在国际知名学术期刊Nucleic Acids Research (IF=19.16)上发表题为“A PAM-free CRISPR/Cas12a ultra-specific activation mode based on toehold-mediated strand displacement and branch migration”的研究论文，开发了一种新型的cas12a激活模式。

CRISPR系统可以通过crRNA快速靶向特定基因序列(激活剂)，激活Cas核酸酶顺式或反式切割活性，广泛应用于分子检测。但现有的激活方式只有基于单链或双链激活剂(分别为ss-和ds-激活子)两种，在特异性或通用性方面存在限制。本研究介绍了一种基于TSDR和BM反应的新型激活模式(BM-TOA)。TOA激活剂通过BM反应暴露出toehold，再通过严格的TSDR与CrRNA结合，提高了Cas12a的激活特异性。TSDR和BM的级联实现了以简单灵活的方式调节反应，实现可控激活。此外，这种激活方式不受目标序列环境的限制，极大地拓宽了可用激活序列的选择空间，与动态DNA纳米技术结合具有高度的序列可编程性。通过简单地改变toehold位置，就可以实现对不同目标的准确激活。改变toehold长度可以调节激活效率。具有杂交活性的toehold可以作为可重用的接口，使TOA可以与更广泛的分子反应网络兼容。本研究所提出的激活模式对Cas核酸酶亚型没有严格的要求，有可能扩展到其他CRISPR/Cas系统，促进其在高精度分子传感、生化电路、分子反应网络等方面发挥更大的作用。

检验医学院临床检验诊断学专业2020级硕士研究生吴优、2021级博士研究生罗旺为本文共同第一作者，谢国明教授、杨宇君老师、李俊杰老师为本文的共同通讯作者。该研究受到了国家自然科学基金面上项目、重庆市自然科学基金项目、重庆市研究生科研创新项目的资助。

论文连接：

https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkac886/6786210