王伟课题组与合作者开发新型新冠病毒检测分型传感器

王伟课题组与合作者开发新型新冠病毒检测分型传感器

新型冠状肺炎（COVID-19）已在全球传播并造成数百万人的死亡，对人类社会造成了巨大的经济损失。对SARS-CoV-2病毒进行大规模的检测和追踪可以有效地帮助我们控制疫情，其中qRT-PCR和基于抗体的抗原检测应用最广泛。但是，qRT-PCR检测耗时长、操作复杂、成本高昂，在欠发达地区难以普及；而抗原检测试纸（LFA）的灵敏度较差，还存在较高的假阳性率。所以，我们亟需一个兼具这两种检测方法优点的新型检测手段。

2023年4月11日，蛋白质与植物基因研究国家重点实验室、北京大学生命科学学院、北京大学-清华大学生命科学联合中心王伟课题组与合作者在Analytica Chimica Acta上在线发表了题为“Aptamer-based nanointerferometer enables amplification-free ultrasensitive detection and differentiation of SARS-CoV-2 variants”的研究论文，开发了基于核酸适体的新型新冠检测技术。该技术同时具有接近qRT-PCR的极高的灵敏度和特异性以及类似LFA的较短的检测耗时、方便的操作以及低廉的制造成本等优点。此外，该技术在检测的同时可以对不同的SARS-CoV-2病毒株系进行分型。

该研究首先进行了两个平行的体外筛选，分别以SARS-CoV-2 Omicron 和 Delta株系的RBD为靶标，利用较原始株系的RBD进行负向筛选，得到了具有较高特异性和亲和力的核酸适体。利用筛选得到的核酸适体，成功搭建了可以检测RBD的LFA平台和检测Spike蛋白的ELISA平台。为了开发更灵敏的新冠病毒传感器，该研究将筛选到的核酸适体与纳米孔干涉（nanoFPI）芯片整合。相比于已有商业试剂盒，该传感器在检测SARS-CoV-2假病毒的灵敏度上提高了1000-100000倍；且可以特异地对SARS-CoV-2 Omicron和Delta突变株进行分型。综上所述，该研究成功筛选到两个可以特异识别Omicron和Delta株系的RBD的核酸适体，并利用它们开发出了新型新冠病毒传感器，该传感器既适合普通家用，也可以在专业的检测中心进行大规模应用。

基于核酸适体的新冠病毒检测分型nanoFPI传感器

北京大学、北大-清华生命科学联合中心王伟研究员、苏晓东教授、中国食品药品检定研究院王佑春研究员以及广东工业大学冯思路讲师为论文共同通讯作者。北京大学博士后陈长田为论文第一作者。该研究得到北京大学生命科学学院-启东产业创新基金、国家自然科学基金、蛋白质与植物基因研究国家重点实验室、北京大学生命科学学院、北京大学-清华大学生命科学联合中心、国家重点研发计划、昌平实验室的资助。

本课题组常年招收博士研究生，欢迎致力于从事相分离研究和传感器开发的同学报名CLS和PTN项目或北京大学生命科学学院，加入课题组。

PI简历

王伟

北京大学生命科学学院学院研究员

北大-清华生命科学联合中心PI

邮箱：

oneway1985@pku.edu.cn

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实验室主页：

http://www.bio.pku.edu.cn/homes/Index/news_cont_jl/16/801.html

研究领域：

在基础研究方面，主要致力于阐明植物中应激颗粒的形成机制、生物学功能和进化学意义。应激颗粒是一种重要的转录后和翻译调控方式。对哺乳动物细胞的研究表明，应激颗粒与神经退行性疾病、肿瘤凋亡、病毒侵染、免疫、炎症反应等密切相关。然而，应激颗粒在植物中的功能有待解析。本实验室综合运用细胞生物学、分子生物学、蛋白质组学、基因组学和生物信息学等手段发现了植物诱导应激颗粒形成的分子学机制、解析了植物应激颗粒的蛋白组分并对其生物学功能进行了探索。

在作物研究方面，主要关注大豆根系生物钟与大豆孢囊线虫互作的分子机理。近年来对于植物生物钟的深入研究确立了其在拮抗叶片病原体中的关键作用。而对于植物生物钟和根系病原体之间的互作知之甚少。因此解析植物根系生物钟与孢囊线虫之间的互作及相关信号转导途径将填补这一重要的空白。孢囊线虫是目前限制大豆产量最主要的病虫害。每年在全球造成数十亿美元的经济损失。对于孢囊线虫与大豆根系生物钟互作机理的理解将有助于发现拮抗孢囊线虫新的生物靶标。

在生物技术开发方面，本实验室结合Fabry–Pérot干涉仪原理、新型廉价纳米级Fabry–Pérot干涉仪制备技术以及专门针对小分子的核酸适体筛选方法已成功研制出具有高灵敏度、制备价格极为低廉的新型纳米感应器用于植物激素的定量测定。这类新型纳米探测器也可替代表面等离子共振仪用于定量分析分子互作。

转自：“生命科学联合中心”微信公众号

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