通過重新利用基因改造技術 CRISPR，科學家正用來識別識別患者血液樣本中的抗體，此舉可能會激發一類新的醫學診斷以及許多其他應用。該技術涉及可定製的蛋白質集合，這些蛋白質與 Cas9 變體相連 ，Cas9 是 CRISPR 的核心蛋白質，將與 DNA 結合，但不會像用於基因修飾時那樣切割 DNA。
當將這些 Cas9 融合蛋白應用於含有數千個獨特 DNA 分子的微芯片時，混合物中的每個蛋白質都會自組裝到芯片上包含其相應 DNA 序列的位置。研究人員將這種技術稱為 “PICASSO”， 是 Cas9 介導的自組織固定肽的簡稱。然後將血液樣本應用於 PICASSO 微陣列，可以識別微芯片上被患者抗體識別的蛋白質。
這項研究由哈佛醫學院和波士頓布萊根婦女醫院的 Stephen Elledge 博士領導，相關的研究成果於今天（2021 年 8 月 13 日）發表在《Molecular Cell》上。該論文的第一作者 Karl Barber 博士是 2018 年 Schmidt 科學研究員，他在通訊作者 Elledge 博士實驗室的獎學金研究實習期間開展了大部分開發該技術的工作。
Barber 博士在描述 PICASSO 時說：
想象一下，你想在畫布上畫一幅畫，但不是以正常的方式畫畫，而是將所有顏料混合在一起，潑在畫布上，完美的畫面就出現了。使用我們的新技術，您可以將 DNA 分子放置在表面的指定位置，然後混合物中的每種蛋白質都會自組裝成其相應的 DNA 序列，就像自動按編號塗色試劑盒一樣。由此產生的 DNA 模板蛋白質微陣列使您能夠快速識別臨床樣本中的抗體，這些抗體可以識別您感興趣的任何蛋白質。
研究小組已經證明該技術可以組裝數千種不同的蛋白質，這表明它可以很容易地適應作為廣譜醫學診斷工具。在論文中，他們使用該技術從康復的 COVID-19 患者的血液中檢測與來自病原體（包括 SARS-CoV-2） 的蛋白質結合的抗體。
Barber 博士說：“在這項工作中，我們展示了 PICASSO 在蛋白質研究中的應用，創造了一種我們認為可以快速適應醫學診斷的工具。我們的蛋白質自組裝技術也可以用於開發新的生物材料和生物傳感器，只需將 DNA 靶標連接到支架上並允許與 Cas9 連接的蛋白質結合即可”。