如何用Cas9做基因過表達(dá)/沉默?帶你一起解碼CRISPR這位“斜桿青年”

CRISPR是一個不斷突破現(xiàn)有認(rèn)知的技術(shù)工具,不僅可以實現(xiàn)基因敲除/突變/敲入,現(xiàn)在它還可以做基因過表達(dá)/基因沉默/基因調(diào)控等,接下來就聽我為您仔細(xì)介紹一下這位“斜桿青年”。
在生物學(xué)研究中,CRISPR-gRNA文庫是一種高通量篩選靶基因的工具,可大規(guī)?;蛉蚪M進(jìn)行功能篩選,涉及信號通路、疾病、細(xì)胞藥物應(yīng)答、發(fā)育、基因調(diào)控等方面,高分的研究成果層出不窮。


01、CRISPRa(基因激活)
CRISPRa(基因激活)系統(tǒng)是用于激活內(nèi)源性基因轉(zhuǎn)錄的強大工具,切割失活的Cas9(dCas9)連上轉(zhuǎn)錄激活子(如VP64、p65和HSF1),可以有效促進(jìn)基因組特定位點的轉(zhuǎn)錄。研究顯示,CRISPRa技術(shù)可以使得基因的轉(zhuǎn)錄得到了兩倍到數(shù)千倍的增長,許多基因的活性甚至有了幾個數(shù)量級的增加。
客戶提供相關(guān)的需要激活表達(dá)的基因信息, 我將按照基因的生物信息特點,設(shè)計gRNA、構(gòu)建載體、包裝病毒通過病毒轉(zhuǎn)染到目的細(xì)胞,篩選出激高表達(dá)或者合適的gRNA序列,并構(gòu)建成CRISPRa穩(wěn)轉(zhuǎn)細(xì)胞株,并使用Q-PCR對目的基因表達(dá)量進(jìn)行檢測,并依據(jù)客戶的需求提供單克隆建立和表型的篩選服務(wù)。

| ??服務(wù)優(yōu)勢:通過內(nèi)源基因組背景進(jìn)行激活,激活表達(dá)量可以從2倍到幾個數(shù)量級的提升。

| ??CRISPRa vs ORF過表達(dá)

02、CRISPRi(基因抑制/沉默)
CRISPRi (基因抑制/沉默)系統(tǒng)是用于抑制內(nèi)源性基因轉(zhuǎn)錄的強大工具,當(dāng)dCas9(沒有切割活性的Cas9)被引導(dǎo)到靶基因的轉(zhuǎn)錄起始位點TSS(transcription start site)時,dCas9能夠物理性阻礙RNA聚合酶的通過,導(dǎo)致基因沉默。同時dCas9融合了一個基因抑制結(jié)構(gòu)域,如KRAB結(jié)構(gòu)域,這樣的蛋白稱之為dCas9-KRAB,可以進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)錄抑制的效率。此外,dCas9也可以融合雙抑制結(jié)構(gòu)域KRAB-MeCP2,抑制效果更佳。

由于dCas9-KRAB CRISPRi系統(tǒng)是在DNA水平抑制基因表達(dá),因此適用于多種類型的基因,包括:mRNA、非編碼RNA、microRNA、反義轉(zhuǎn)錄本、核定位RNA以及聚合酶III 轉(zhuǎn)錄本等基因的轉(zhuǎn)錄抑制。

CRISPRi顯著的轉(zhuǎn)錄抑制效果
| ? 服務(wù)內(nèi)容:
客戶只需要提供要進(jìn)行敲減的基因和轉(zhuǎn)錄本信息,將有海星生物設(shè)計gRNA序列,構(gòu)建病毒載體,病毒包裝后轉(zhuǎn)染目的細(xì)胞,并根據(jù)客戶的需求進(jìn)行篩選出符合敲減水平低gRNA,并提供CRISPRi穩(wěn)轉(zhuǎn)細(xì)胞株的構(gòu)建和單克隆的擴增篩選的服務(wù)。
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| ? 技術(shù)優(yōu)勢:
不改變內(nèi)源基因組背景、基因抑制效果可篩選、適用更多基因種類。
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| ? RNAi vs CRISPRi
研究基因功能最常見的方法是,減少或者阻斷基因表達(dá),然后進(jìn)行表型分析。RNAi和CRISPRi都是常用的基因表達(dá)水平敲低的研究工具。

RNA干擾(RNAi)靶向細(xì)胞質(zhì)中成熟的RNA,而CRISPRi則在細(xì)胞核內(nèi)阻止轉(zhuǎn)錄的起始,因而敲低效果更為顯著。此外RNAi的脫靶效應(yīng)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于CRISPRi。

?CRISPRi的敲低效果顯著優(yōu)于RNAi
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