CRISPR是细菌特有的免疫系统，它可以把病毒基因从染色体上切除。自2012年研究者发现CRISPR/Cas9在真核细胞中的高效编辑功能以来，该系统引起了生物学家的广泛兴趣，普遍认为这是一类革命性的基因编辑技术。近年来，CRISPR在细胞成像和疾病诊断等生命分析化学方面的应用展示出了新的潜力。上海应用物理研究所研究员樊春海、左小磊和南京大学陈洪渊院士应《自然》子刊Nature Biomedical Engineering主编Pep Pàmies博士之邀，近日在该子刊的News & Views栏目发表关于CRISPR诊断技术领域的评述文章，题目为“CRISPR-powered diagnostics”(文见: Nature Biomedical Engineering, 2017, 1, 0091)。

该文回顾了应用CRISPR开展核酸检测和诊断的历史，并特别对CRISPR领域领军人物之一MIT张锋教授发展的SHERLOCK技术(Science 2017, DOI: 10.1126/science.aam9321)进行了点评。这种技术是利用新发现的CRISPR/Cas13a发展而来，具有单分子水平检测RNA的能力，并依据神探福尔摩斯(Sherlock Holmes)来命名。这一技术为基于CRISPR的分子诊断提供了新的有力工具。Cas13a是一种独特的核酸内切酶，在识别靶标RNA后会激活其酶活性，对周围的RNA分子产生持续而强烈的随机切割作用，从而可以极大地放大信号。这一过程类似中子轰击铀-235原子核后产生的核裂变，其释放的巨大能量有两种截然不同的用途。因而，如何调控和合理使用这一酶反应过程，避免“双刃剑”的负面效应已成为这一领域的关键性问题。文章还对CRISPR诊断技术在传染病检测、肿瘤诊断等方面的应用以及如何实现细胞内和活体CRISPR诊疗等未来发展方向进行了评述与展望。（物理生物学研究室 供稿）



SHERLOCK诊断方法示意图