近日，我院岑瑶副教授课题组在国际著名学术期刊《Biosensors and Bioelectronics》（中科院一区，IF=11.8）发表题为《DIRECTOR: DNA-guided spatially ordered assembly of split crRNA for activating CRISPR/Cas12a》的研究论文。
CRISPR/Cas12a凭借高度可编程的靶标识别能力和高效的非特异性反式切割活性，在生物传感和分子诊断领域展现出广阔的应用前景。然而，传统分裂crRNA体系在低丰度靶标条件下对Cas12a激活效率有限；同时，现有crRNA调控策略通常依赖复杂的核酸修饰，在一定程度上增加了体系成本和操作复杂度。因此，如何基于新的分子机制实现Cas12a活性的精准、灵活和可编程调控，是推动CRISPR分子诊断技术进一步发展的关键问题。
本研究提出了DNA引导分裂crRNA空间有序组装策略（DIRECTOR），并结合荧光实验、AlphaFold3人工智能结构预测及分子动力学模拟，从结构和能量层面揭示了Cas12a活性调控机制。研究发现，激活剂3’端延伸序列可作为“空间导向器（spatial director）”，促进分裂crRNA有序组装并稳定Cas12a关键功能结构域，从而显著增强其反式切割活性。该研究从核酸空间组装和能量调控的新视角阐明了分裂crRNA介导Cas12a激活的分子机制，并进一步将空间引导机制转化为无扩增、高灵敏、多靶标的核酸检测策略，为开发低成本、可编程CRISPR分子诊断技术提供了新的理论依据和技术思路。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.bios.2026.119075
课题组长期聚焦CRISPR/Cas12a系统的活性调控研究，已在国际著名学术期刊《Chemical Science》发表题为《THRUST: translesion synthesis-driven hierarchical regulation using a template-activator construct for Cas12a activity》的研究论文。该研究提出了跨损伤转录驱动的Cas12a分级调控策略（THRUST），利用T7 RNA聚合酶能够有效跨越脱氧尿嘧啶（dU）位点、而在无嘌呤/无嘧啶（AP）位点发生转录阻滞的特性，精准控制crRNA的转录长度及Cas12a活性，实现对Cas12a“完全激活—部分激活—阻断”的分级调控，为CRISPR/Cas12a活性的精细化调控及便携式分子诊断提供了新的研究思路。
原文链接：https://doi.org/10.1039/d5sc02575c
我院岑瑶副教授、香港中文大学（深圳）唐本忠教授和中国药科大学张凡副教授为该论文的共同通讯作者，我院2023级硕士研究生覃璐璐、2025级硕士研究生汤至成为该论文的共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金和江苏省青蓝工程基金等项目资助。
（撰稿/岑瑶课题组；审核/陈宏山）
