롤링 서클 증폭(RCA)은 등온 단순성으로 인해 핵산 검출을 혁신적으로 변화시켰습니다. 하지만 20년 이상의 임상 응용은 비표적 증폭과 이중 가닥 DNA(dsDNA)와의 비호환성으로 방해받아 왔습니다. 본 연구에서는 아프리카돼지열병 바이러스(ASFV)의 핵산 식별을 위해 dsDNA를 표적으로 하는 CRISPR/Cas12a를 사용하여 합리적으로 설계된 DNA/RNA 키메라 헤어핀 사전 시발체를 절단하여 ssRNA를 방출하고 RCA를 개시하는 전략, 즉 SCOPE-RCA를 제안합니다. CRISPR/Cas12a의 초절단능력을 활용하여 SCOPE-RCA 시스템은 20분 내 99%의 단일 가닥 DNA(ssDNA) 절단을 달성하며 비특이적 증폭을 크게 억제합니다. 동시에, DNA/RNA 키메라 헤어핀 프라이머를 사용하여 dsDNA를 ssRNA로 변환하며 RNA가 RCA 활성화제로 작용하여 dsDNA 호환 RCA를 가능하게 합니다. 궁극적으로, 촉매 헤어핀 어셈블리(CHA)와 표면 증강 라만 산란(SERS) 신호 증폭과 연계하여 SCOPE-RCA 시스템은 모의 감염된 샘플에서 ASFV를 59 부/mL 수준까지 검출할 수 있습니다. 사용의 용이함과 초민감한 검출 능력으로 SCOPE-RCA 시스템은 핵산 연구 및 임상 응용에 큰 잠재력을 입증합니다.
Key Points
- SCOPE-RCA 시스템은 CRISPR/Cas12a의 절단 능력을 활용하여 비특이적 증폭을 억제하고 핵산 검출 민감도를 향상시킵니다.
- DNA/RNA 키메라 헤어핀 사용으로 dsDNA가 RCA 호환 가능한 ssRNA로 전환되어 더 넓은 응용 가능성을 제공합니다.
- SERS 신호 증폭과 CHA의 결합을 통해 초민감한 ASFV 검출이 가능하며, 이 시스템은 임상 및 핵산 연구에 큰 활용 가치를 제공합니다.