《Adv. Mater.》蛋白介导晶体管传感平台实现超快单核苷酸突变检测

单核苷酸突变（SNV）是指DNA或RNA分子中某个位置的碱基发生改变，是遗传变异的最常见形式之一。SNV在人类健康和疾病中起着重要的作用，例如癌症、遗传性疾病和传染性疾病等。目前，检测SNV的方法通常需要复杂和耗时的核酸扩增或测序，而且在低丰度样本中难以同时实现高灵敏度和快速检测。为了解决这一难题，复旦魏大程团队开发出了一种基于Argonaute蛋白介导的石墨烯场效应晶体管（Ago-GFET）平台，可以在几分钟内快速、灵敏和特异地检测SNV。

图1. Ago-GFET传感平台的结构及检测示意图。

Ago-GFET通过将来自嗜热菌的Argonaute蛋白固定在石墨烯场效应晶体管上，利用Argonaute蛋白提供的纳米通道来预组织DNA探针，从而防止探针失活，加速靶标结合，并在纳米尺度上调节结合过程。当探针与靶标之间在种子区域出现错配时，Ago-GFET可以快速地识别出SNV。该平台具有以下优点：（1）无需核酸提取、逆转录和扩增等预处理步骤；（2）检测时间仅需5分钟，实现了“即测即走”，是目前最快的SNV检测方法；（3）检测限低至20 copies每毫升，可以在未扩增的miRNA、循环肿瘤DNA、病毒RNA等样本中检测SNV；（5）可以同时检测多个SNV，并与下一代测序结果达到100%的一致性。该平台为快速、灵敏和特异地检测SNV提供了一种新的方法，有望在医学诊断、个性化治疗、疾病监测和生物安全等领域发挥重要作用。

目前，该成果以“Ultra-Fast Single-Nucleotide-Variation Detection Enabled by Argonaute-Mediated Transistor Platform”为题发表于《先进材料》（Advanced Materials）。复旦大学魏大程教授主持了该研究工作。上海国际旅行卫生保健中心田桢干主任为该研究临床样本检测提供了支持。复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程国家重点实验室为论文第一单位；复旦大学高分子科学系博士后孔德荣为第一作者；复旦大学魏大程教授和上海国际旅行卫生保健中心田桢干主任为共同通讯作者。复旦大学材料科学系刘云圻院士、新加坡国立大学Andrew Thye Shen Wee院士等参与了该研究。该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院和复旦大学的支持。

论文信息：

Ultra-Fast Single-Nucleotide-Variation Detection Enabled by Argonaute-Mediated Transistor Platform

Derong Kong, Shen Zhang, Mingquan Guo, Shenwei Li, Qiang Wang, Jian Gou, Yungen Wu,Yiheng Chen, Yuetong Yang, Changhao Dai, Zhengan Tian*, Andrew Thye Shen Wee,Yunqi Liu and Dacheng Wei*

AdvancedMaterials 2023. doi: 10.1002/adma.202307366.