从供应链到SHERLOCK

作为波士顿儿童医院专门研究传染病的儿科讲师，论文共同第一作者Rose Lee博士已在COVID-19大流行病的前线工作了一年多。她在诊所的经历为最终开发miSHERLOCK的项目提供了灵感。

Lee说，“以前在医院里随处可见的一些简单的东西，比如鼻咽拭子，突然变得难以获得，因此常规的样品处理程序被打乱了，这在流行病背景下是一个大问题。我们团队开展这个项目的动机是为了消除这些瓶颈，在不太依赖全球供应链的情况下为COVID-19提供准确的诊断方法，并且还可以准确地检测开始出现的病毒变体。”

对于他们诊断设备的SARS-CoV-2检测部分，这些作者选择了论文通讯作者、哈佛大学威斯生物启发工程研究所核心教员Jim Collins博士的实验室构建的基于CRISPR的技术，称为SHERLOCK（specific high sensitivity enzymatic reporter unlocking）。SHERLOCK利用CRISPR的“分子剪刀”在特定的位点切割DNA或RNA，这还有一个额外的好处：这种特定类型的分子剪刀也会切割周围区域的其他DNA片段，使其能够切割携带荧光信号的单链核酸探针分子，从而产生表明靶标已被成功切割的荧光信号。

该诊断程序只需要用户将口水（唾液）吐进样品制备室，然后将收集盘转移到反应室，并按下柱塞，从而激活反应，并将交叉污染的风险降到最低。图片来自Science Advances， 2021， doi：10.1126/sciadv.abh2944。

这些作者创建了一种SHERLOCK检测，旨在切割SARS-CoV-2的核蛋白（nucleoprotein， NP）编码基因的特定区域，该特定区域在该病毒的多个变体中是保守的。当这种称为Cas12a的分子剪刀成功地结合并切割NP基因时，附近的单链DNA探针也被切割，从而产生荧光信号。他们还创建了额外的SHERLOCK检测，旨在靶向刺突蛋白（S蛋白）序列中的一组病毒突变，这些突变代表了三种SARS-CoV-2病毒变体：Alpha、Beta和Gamma。