近日，基因中心在著名生物传感器研究领域国际期刊Biosensors and Bioelectronics（中科院化学一区TOP，IF=11.8）发表题为“Development of a competitive lateral flow assay utilizing affinity-engineered receptor binding domain (ligand) and human angiotensin-converting enzyme 2 (receptor) for broad-spectrum detection on Betacoronavirus”的研究论文。基因中心为论文第一完成单位，基因中心贝锦龙副研究员为论文通讯作者，在读博士研究生江霖、王森助理研究员等为论文共同第一作者；华南农业大学动物科学学院、阿根廷国家农业技术研究所（INTA）农业与兽医研究所生物技术研究所、INTA-国家科学与技术研究委员会联合农业生物技术与分子生物学研究所等单位参与部分工作。

　　新型β属冠状病毒的接连暴发持续威胁全球公共卫生安全，开发广谱快速筛查手段已成为迫切需求。然而传统基于抗体——抗原特异性免疫识别机制的侧向层析试纸条，仅能识别已知冠状病毒，适用范围存在局限。针对上述痛点问题，本研究首次以毕赤酵母（Komagataella phaffii）为底盘细胞，生物合成蛋白质工程改造新冠病毒RBD蛋白，首创基于受体——配体广谱识别机制的新型竞争性侧向层析试纸条，用于评估未知冠状病毒传人风险。本研究首先通过分析SARS-CoV-2刺突蛋白的RBD与人血管紧张素转换酶2（hACE2）hACE2复合物的三维晶体结构，锁定了498、501位关键功能残基为改造靶点，并设计与构建了多个RBD突变体。然后借助AlphaFold2、Robetta与HADDOCK分子对接技术，多维度开展结构生物学解析，并通过微量热泳动分子结合动力学检测技术，证实了Q498Y突变可有效提高RBD对hACE2的结合亲和力。以该突变RBD作为核心捕获配体，搭配胶体金标记hACE2受体探针，构建了竞争型侧向层析生物传感系统。该系统优化后对SARS-CoV-2 S1蛋白的检测灵敏度较野生型提升约6倍，检测限低至1.66 μg/mL。同时还通过以SARS-CoV和新发现的蝙蝠RshSTT182/200冠状病毒的重组RBD为检测样本，证实该系统可通过受体——配体分子识别原理，定性评估其他β属冠状病毒的传人风险。

　　本研究不但为广谱检测具有传染特定物种风险的β属冠状病毒提供了极具潜力的“概念验证”平台，在即时检测（POCT）、海关检验检疫流程以及现场流行病学调查中具有广阔的应用前景；更为重要的是，本研究首次建立的“受体-配体互作介导的竞争性识别”技术范式，突破了传统免疫学检测的分子识别特异性局限，为新发传染病的前置预警开辟了技术新路径，奠定了基于受体广谱识别策略的未知病原风险评估体系化研究的理论与技术基础。

　　本研究得到了广东省农业科学院高水平农科院建设专项（科技创新领域，项目编号NYQS202628）、广东省自然科学基金（项目编号2021A1515011072）、国家外国专家局引进海外人才项目（项目编号H20240563）等项目的支持。

　　原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566326005415

图1 单突变RBD与hACE2分子结合亲和力的多维解析图

图 2 基于RBD Q498Y的竞争性侧向层析检测平台示意图与灵敏度优化分析