※加州大學開發一款細菌哨兵系統，利用了CRISPR系統的特異性和細菌從環境中吸收DNA片段的傾向，檢測腸胃道中是否存在腫瘤。(Photo credit: UCSD and Prof. Jeff Hasty)

加州大學聖地牙哥分校(University of California San Diego)的研究團隊開發一款細菌哨兵系統，可以讓臨床醫師知道腫瘤的存在。這項技術利用了CRISPR系統的特異性和細菌從環境中吸收DNA片段的傾向。這系統被稱為「Cellular Assay for Targeted CRISPR-discriminated Horizontal gene transfer (CATCH)」，首代是為了檢測腸胃道腫瘤。這包含將改造含有CRISPR的細菌注入腸胃道，這種細菌經過設計，能夠對編碼變異蛋白質的DNA片段做出反應，這種變異蛋白質由腸道中的某些腫瘤釋放到周邊環境中。一旦細菌吸收了這種DNA，它們就會表現一種基因，這種基因會賦予細菌對特定抗生素的抗性，還有一種基因會讓細菌發出綠色螢光。檢驗人員從糞便檢體中獲得細菌樣品後，就能透過這些指標辨認出腫瘤DNA的存在。

研究人員已經越來越擅長使用標準實驗室設備辨認及處裡DNA。然而，檢測人體內的DNA卻要困難許多，儘管這可能會帶來巨大的臨床價值，如: 腫瘤會向周圍釋放DNA片段，這些片段會四處飄散。如果我們能辨別這些片段，就能確定腫瘤的存在。

細菌善於吸收其他細菌釋放到周圍環境中的DNA片段。細菌吸收這些片段，將新的遺傳物質納入自己的基因組內，希望藉由此方式產生新的蛋白質能在生長和生存方面帶來優勢。然而，這些研究人員決定研究是否可以利用這種機制來製造活體細菌生物傳感器。

「四年前，當我們開始研究這個項目時，我們甚至不確定用細菌作為哺乳類動物DNA的傳感器是否可行。檢測腸胃道癌症和癌前病變是應用我們的技術發明的一個極具吸引力的臨床機會。」這個研究的計畫主持人Jeff Hasty教授說道。

研究團隊使用一種名為貝氏不動桿菌(Acinetobacter baylyi)的細菌，這種細菌善於從環境中獲取DNA。他們對這種細菌進行了改造，使其宿主CRISPR能夠快速辨別突變的KRAS基因。含有這種突變基因的DNA片段是由幾種形式的癌症釋放出來的。一旦遇到這種DNA，細菌就會表現一種螢光蛋白和一種賦予抗生素抗性的基因。研究團隊從糞便樣本中獲得細菌後，就可以在含有抗生素的培養基中進行培養。只有表現抗藥性的細菌才能在上面存活與生長，進而檢測腸道中是否存在腫瘤。

(來源:Medgadget 生策中心編譯)