DNA盒辅助T7转录联合Cas13a检测甲型H1N1流感病毒的生物传感新策略

（编辑推荐）本研究创新性地将六面体DNA盒（DNA box）与分裂T7启动子转录技术结合，构建了Db-T7(S)纳米机器，通过CRISPR/Cas13a系统实现H1N1病毒RNA的fM级灵敏检测。该技术显著提升了反应速率和生物稳定性，为呼吸道传染病监测提供了新型分子诊断工具。

　　

亮点

• DNA盒纳米结构为分裂T7转录提供稳定载体

• 四组机械臂设计实现目标RNA高效捕获

• Cas13a反式切割活性实现信号级联放大

• 检测限低至飞摩尔（fM）水平

材料与方法

实验采用上海生工合成的寡核苷酸（序列见表S1），T7 RNA聚合酶（NEB公司）及 Monarch RNA纯化试剂盒。DNA盒通过八条单链边界域固定分裂T7启动子机械臂（ST1/ST2），在37℃等温条件下完成目标RNA的捕获-组装-转录级联反应。

DNA盒生物传感机制

如图1所示，DNA盒边缘的八个单链域特异性结合带有分裂T7启动子的DNA机械臂，形成四组可编程的"抓取装置"。当目标H1N1 RNA存在时，机械臂通过toehold介导的链置换反应重构完整T7启动子，驱动T7 RNA聚合酶大量转录ssRNA。这些转录产物激活Cas13a的"反式切割"（trans-cleavage）活性，切割报告分子释放荧光信号。

结论

相较于SHERLOCK等主流CRISPR检测平台（对比见表S4），本系统在灵敏度（达fM级）方面表现相当，但在检测时间上仍需优化。DNA盒的刚性结构有效抵抗核酸酶降解，其三维空间识别能力弥补了CRISPR技术的维度局限，为复杂生物样本中的病毒监测提供新思路。