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靶向富集(Target Enrichment)技术广泛应用于医学诊断和生物学领域,尤其是基因测序行业。相比于只对基因组某些位置的研究来说,全基因组测序是一项既耗时又昂贵的“大工程”,而如今的二代测序(NGS)技术越来越依赖于从复杂样本中快速准确地获得特定数据的能力。靶向富集技术针对外显子等特定区域进行靶向富集,在相同测序通量下可以获得更大的DNA测序深度,节省大量的时间和成本。本课题利用CRISPR/Cas系统的靶向特异性,开发了一种简单快速、高效特异的靶向富集新方法——CRISPR辅助靶向富集(CRISPR assisted target enrichment,CATE)。为了探究该方法的可靠性,首先针对ATK1、BRAC1、TP53 3个基因外显子设计28条captured sgRNA(csgRNA);利用dCas9/csgRNA复合物对Tn5转座酶片段化293T细胞基因组DNA中的3个基因外显子位置精准定位后采用生物素-链霉亲和素系统将目标DNA分离。对富集后的DNA片段进行克隆测序,结果显示80%的序列能够比对到csgRNA靶标区域,初步验证了CATE靶向富集特定DNA的可行性。为初步探究CATE方法的应用范围,对186个基因外显子共设计367条csgRNA,对食管癌患者和健康人的血液游离DNA(cfDNA)富集后进行高通量测序。结果显示CATE能够将cfDNA样本中仅占0.12%的目的外显子区域,最高提升至94.47%,表明CATE可有效用于cfDNA的靶向富集测序。为揭示食管癌患者与健康人cfDNA突变情况的差异,针对450个基因设计2302条csgRNA用于食管癌患者和健康人cfDNA的CATE靶向富集测序及突变分析。结果表明CATE能够将仅占0.05%的目的外显子区域,最高提升至97.89%。并且发现了39种可能与食管癌发病具有潜在关联性的基因突变位点信息。本研究开发出了一种新型的基于CRISPR的捕获方法,并应用于游离DNA的靶向捕获测序,丰富了cfDNA液体活检的检测方法。通过该方法,本研究共对29例样本进行了分析,表明该方法能够对食管癌患者游离DNA中的突变情况进行精确的鉴定,为食管癌的突变检测提供了新方法。