基於無酶和有酶策略的體外單鹼基突變檢測研究進展|NSR綜述

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近日，《國家科學評論》線上發表了湖南師範大學熊二虎教授、楊榮華教授和清華大學李景虹教授關於無酶和酶介導系統在單鹼基突變檢測領域應用的綜述論文“Recent advances in enzyme-free and enzyme-mediated single-nucleotide variation assay in vitro”。在這篇綜述中，作者總結了近期在無酶和酶介導SNV檢測策略方面的進展。這些策略使得SNV檢測從傳統的感測介面轉向試管和單細胞檢測。透過這些新方法，研究人員不僅能夠深入瞭解SNV的功能和疾病關聯，還能發現基於個體遺傳資訊的疾病診斷和治療新途徑。

單核苷酸變異（SNV）是基因組中特定位置的單核苷酸序列變異，是基因組序列變異中最常見的型別之一。SNV在臨床和生物學研究中具有重要意義，因為它們與多種嚴重的人類疾病高度相關。全基因組關聯研究（GWAS）已多次證明，SNV的存在與癌症、心血管疾病、神經退行性疾病等多種嚴重疾病有顯著關聯。因此，對SNV的檢測和研究引起了廣泛關注。隨著單細胞測序技術的發展，研究人員發現，研究單細胞中SNV的表達水平可以視覺化遺傳資訊，揭示與單核苷酸突變相關疾病的複雜性和異質性。這種技術進步使得開發體外SNV檢測方法，特別是在單細胞中的檢測方法，成為當前的研究熱點。

無酶和酶介導的用於SNV檢測的多樣化生物感測系統

綜述討論了多種非測序的SNV檢測技術，包括熔解曲線分析、雜交鏈式反應（HCR）、觸發介導鏈置換（TMSD）、可程式設計DNA分子計算、鎖核酸（LNA）、肽核酸（PNA）、聚合酶鏈式反應（PCR）、滾環擴增（RCA）和CRISPR技術。這些技術被進一步細分為異質SNV檢測、試管內均質SNV檢測和單細胞原位SNV檢測，並且在無酶和酶介導策略中均有所應用。

特別是CRISPR技術的應用引起了廣泛關注。CRISPR技術因其高效、精確的基因編輯能力，為SNV檢測提供了新的可能性。研究人員發現，透過使用CRISPR/Cas9系統，可以在單細胞水平上實現高特異性的SNV檢測。這一技術不僅提高了檢測的靈敏度和準確性，還簡化了操作流程，為臨床應用帶來了巨大的潛力。

在無酶檢測方面，熔解曲線分析、HCR、TMSD等技術顯示出顯著優勢。熔解曲線分析基於雙鏈DNA在特定溫度下解鏈的特性，透過檢測熔解溫度的變化來識別SNV。HCR則利用核酸探針的特異性雜交，實現對目標SNV的檢測。TMSD和可程式設計DNA分子計算等技術透過設計特定的DNA序列，實現對SNV的高效檢測。

在酶介導檢測方面，PCR、RCA和CRISPR技術等傳統方法仍然佔據重要地位。PCR透過擴增特定DNA片段，實現對目標SNV的檢測；RCA利用環形DNA模板，實現對目標SNV的高效擴增和檢測；CRISPR技術則透過特異性識別和切割目標DNA序列，實現對SNV的高靈敏度檢測。

未來，隨著需求的提升和技術的創新，研究者們可以開發出更多樣化的無酶和酶介導的生物感測平臺，並將其應用於SNV檢測。而且，隨著CRISPR基因編輯技術的不斷發展，科學家們可能能夠靶向和分析一系列疾病（從癌症到遺傳疾病）的特定基因突變，有望為個性化醫療開闢全新的途徑，使醫生能夠根據每個人獨特的遺傳構成定製個性化治療方案。

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