喜讯|本刊专家陈鸣教授等人在国际顶级医学期刊NEJM在线发表论文一篇

发布人：系统管理员 　发布日期：2020-01-02 　点击： 次

近期，麻省理工学院James J. Collins团队在Science在线发表题为“Programmable CRISPR-responsive smart materials”的研究论文，该研究对传统材料进行分子编程的方法，以便可以将它们用于递送药物或用作生物传感器。 这些材料允许在组织工程，生物电子学和诊断学领域进行一系列体外应用。

2020年1月2日，本刊专家，陆军军医大学西南医院陈鸣教授（第一作者）等人在国际顶级医学期刊新英格兰医学杂志（NEJM）在线发表题为“A CRISPR Path to Cutting-EdgeMaterials”的文章，对于该研究进行了系统的盘点。

新英格兰医学杂志（NEJM）是由美国麻州医学协会( Massachusetts MedicalSociety)出版的综合性医学期刊，为国际顶尖医学杂志，最新影响因子为70.67。该刊与柳叶刀杂志（TheLancet）、美国医学期刊（JAMA）、英国医学期刊（TheBMJ）被称为“传统医学四大刊”，是公认的历史最悠久的四本综合性医学学术期刊。

CRISPR和CRISPR相关的（Cas）适应性免疫系统包含RNA引导的核酸内切酶，能够进行精确的核酸水解。由于其特异性和可编程性，CRISPR-Cas酶已被用作有效的基因组编辑工具以及临床核酸诊断应用程序，例如SHERLOCK和DETECTR。

具有生物响应性的材料对于生物技术应用非常重要，包括制造用于组织工程的支架，激活微流阀以及检测传感器中的分析物。DNA响应水凝胶非常适合与合成的DNA构建物或天然存在的细胞外DNA结合。当前的DNA响应水凝胶通常依赖于DNA交联剂的链置换或结构变化，

这需要高浓度的DNA触发才能致动。使此类DNA水凝胶适应新的触发序列进行激活涉及核酸成分的修饰，这可能与材料施加的结构要求（例如，长度或二级结构）相冲突。这限制了这些系统的可编程性，并突出显示了一种对使基于DNA的材料中的结构和感测约束脱钩的策略的需求。

该研究使用Cas酶以多种尺度和模块化方式控制具有集成DNA成分的水凝胶的特性，从而消除了将目标序列特异性编码到凝胶结构中的需要。该材料平台能够通过替换单个组分（控制序列特异性Cas激活的CRISPR指导RNA（gRNA））来响应用户定义的目标核酸序列，诱导水凝胶变化。该研究设计了不同的基于DNA的材料，以展示各种核酸酶介导的反应，包括小分子，酶，纳米颗粒（NP）和活细胞的释放，以及DNA水凝胶对大体积电和渗透性质的调节。

该研究报告了四个应用：（i）释放DNA固定化合物的支化聚（乙二醇）水凝胶，（ii）封装纳米颗粒和活细胞的可降解聚丙烯酰胺-DNA水凝胶，（iii）充当可降解DNA水凝胶 （iv）用作流体阀的聚丙烯酰胺-DNA水凝胶，具有用于远程信号传输的电读数。 这些材料允许在组织工程，生物电子学和诊断学领域进行一系列体外应用。

陈鸣教授简介：

医学博士、教授、博士生导师，陆军军医大学药学与检验医学系主任，兼西南医院检验科主任。中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所客座研究员。中华医学会检验医学分会委员，中国医师协会检验医师分会委员，中国生物物理学会临床分子诊断分会副会长，中国中西医结合学会检验专委会常委。《国际检验医学杂志》常务编委，《中华检验医学杂志》编委。作为课题负责人承担了国家863课题2项、国家自然科学基金重点项目1项、国家自然科学基金面上项目4项、卫生部专项课题1项等多个研究项目。获国家科技进步二等奖2项（2010-2、2016-5）、重庆市技术发明一等奖1项（2003-2）在内的奖项10项。是重庆市学术技术带头人、首批重庆市医学领军人才，获第七届重庆青年科技奖、“重庆市十大杰出青年”等称号。已在SCI发表论文35篇。

《国际检验医学杂志》编辑部