近期，我所獸醫(yī)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室豬免疫抑制病研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)利用CRISPR系統(tǒng)，在偽狂犬病病毒（Pseudorabies virus，PRV）組裝的過程中實(shí)現(xiàn)了量子點(diǎn)對(duì)病毒核酸的原位標(biāo)記，并系統(tǒng)的分析了PRV在Vero細(xì)胞和HeLa細(xì)胞中的侵染過程。相關(guān)論文“Single Virus Tracking with Quantum Dots Packaged into Enveloped Viruses Using CRISPR”在線發(fā)表于美國化學(xué)會(huì)權(quán)威期刊Nano Letters（影響因子12.279）上。

　　用量子點(diǎn)標(biāo)記病毒顆粒，通過單病毒示蹤技術(shù)“可視化”研究病毒對(duì)宿主細(xì)胞的相互作用，有助于深入研究病毒的侵染機(jī)制。對(duì)囊膜病毒而言，囊膜蛋白在病毒侵染的初期需要識(shí)別宿主細(xì)胞表面特定的受體，在囊膜上修飾量子點(diǎn)很有可能會(huì)影響到病毒對(duì)宿主細(xì)胞的侵染性。因此，標(biāo)記病毒內(nèi)部核酸可以最大程度的還原病毒與宿主細(xì)胞間的相互作用，還可以對(duì)病毒脫去囊膜后的行為進(jìn)行示蹤，為病毒致病機(jī)制的研究提供更為準(zhǔn)確的信息。然而如何對(duì)病毒核酸進(jìn)行標(biāo)記一直是研究的難題。在CRISPR系統(tǒng)中，Cas9蛋白中兩個(gè)氨基酸（D10A, H840A）的突變可以使其內(nèi)切酶活性失活（Cell, 2013, 155: 1479-1491），這意味著gRNA結(jié)合靶序列后內(nèi)切酶活性失活的Cas9蛋白（nuclease-deactivated Cas9, dCas9）不會(huì)對(duì)其進(jìn)行剪切。

　　研究人員將生物素化的dCas9、PRV特異性的gRNA和鏈霉親和素修飾的量子點(diǎn)（SA-QDs）轉(zhuǎn)染進(jìn)入細(xì)胞，然后再用PRV感染該細(xì)胞。在dCas9和gRNA的幫助下，量子點(diǎn)可以與細(xì)胞內(nèi)的病毒核酸特異性結(jié)合，隨著病毒的組裝，即可將標(biāo)記在核酸上的量子點(diǎn)包載進(jìn)入病毒中（圖1）。標(biāo)記后的量子點(diǎn)熒光性質(zhì)和病毒活性并未受到顯著影響。