2018年CAIA獎一等獎獲獎項目成果簡介：核酸信號放大生物分析新方法
完成單位：西安交通大學生命科學與技術學院，中國科學院上海應用物理研究所
完成人：趙永席、樊春海、陳鋒、趙越、魏晶、白敏、余旭、吳娜、王麗華
該項目針對單細胞分析中靶標含量極低（人類細胞僅含有約6.5 pg DNA和10 pg RNA）、基質干擾大等關鍵科學問題，通過模擬天然核酸多樣結構，編程設計系列熱力學可調探針，仿生組裝多元結構，提高生物分子識別特異性；建構擴增數學理論模型，提出聯級定向高次擴增策略，顯著提升檢測靈敏度；發展系列核酸信號放大新原理、新方法，實現單細胞、單分子精準分析。主要創新點包括：構建核酸定向信號放大方法，協同提升分析特異性與靈敏度，實現單細胞水平蛋白、RNA等多種生物分子檢測；發展性能可調的聯級定向高次信號放大策略，程序化調控靈敏度與動態范圍，匹配濃度跨量級生物分子的檢測需求，實現臨床樣本中單分子水平甲基化DNA、突變DNA、病毒基因組的精準檢測；建構活細胞核酸信號放大分析方法，促進胞內核酶序列組裝與構象折疊，提高分子結合效率與酶切催化活性，調控不同靶標的識別響應與檢測靈敏度，滿足胞內多靶標檢測需求。基于項目第一完成人在核酸信號放大領域所取得的創新成果，應邀為Chemical Reviews雜志撰寫了題為“Isothermal Amplification of Nucleic Acids”的綜述文章，入選ESI“高被引論文”及“熱點論文”；美國加州理工學院、美國科學院、藝術與科學院與醫學院院士Jacqueline Barton教授等評論了申報人的工作，指出所構建信號放大方法具有識別特異性。該項目所發展的系列方法已被用于100余例臨床血漿、血清樣本中腫瘤標志分子的檢測，可檢出1000倍干擾中的甲基化基因或乙肝病毒DNA，檢測結果與臨床診斷結果一致。項目第一完成人與西安交通大學附屬醫院、上海奧普生物醫藥有限公司等建立長期合作關系，為診斷試劑、方法與儀器的研發提供技術支持與指導。
