Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

تصف الطريقة المقدمة توليد ضربة قاضية جينية بوساطة كريسبر في خط الخلايا الجذعية الجنينية البشرية (hESC) H9 ، والذي يعبر بثبات عن sgRNAs التي تستهدف جين L2HGDH باستخدام نظام توصيل الجينات بوساطة الفيروسية عالية الكفاءة.

Abstract

أحدث نظام CRISPR-Cas9 لتحرير الجينوم ثورة في دراسات وظائف الجينات في خلايا الثدييات ، بما في ذلك الخلايا الجذعية. ومع ذلك ، فإن التطبيق العملي لهذه التقنية ، لا سيما في الخلايا الجذعية متعددة القدرات ، يمثل تحديات معينة ، مثل كونها كثيفة الوقت والعمالة وكفاءة التحرير المنخفضة. هنا ، نصف توليد ضربة قاضية جينية بوساطة كريسبر في خط الخلايا الجذعية الجنينية البشرية (hESC) الذي يعبر بثبات عن sgRNAs لجين L2HGDH ، باستخدام نظام توصيل جيني بوساطة فيروسات عدسية عالية الكفاءة ومستقرة. تم تصنيع sgRNAs التي تستهدف exon 1 من جين L2HGDH كيميائيا واستنساخها في ناقل lentiCRISPR v2-puro ، والذي يجمع بين التعبير التأسيسي ل sgRNAs مع Cas9 في نظام ناقل أحادي عالي الكفاءة لتحقيق عيار أعلى للفيروسات العدسية لعدوى hESC والاختيار المستقر باستخدام بورومايسين. تم توسيع الخلايا المختارة من بورومايسين بشكل أكبر ، وتم الحصول على استنساخ أحادي الخلية باستخدام طريقة التخفيف المحدود. تم توسيع المستنسخة المفردة ، وتم الحصول على العديد من المستنسخة بالضربة القاضية متماثلة اللواقح لجين L2HGDH ، كما تم تأكيده من خلال انخفاض بنسبة 100٪ في تعبير L2HGDH باستخدام تحليل اللطخة الغربية. علاوة على ذلك ، باستخدام MSBSP-PCR ، تم تعيين موقع طفرة CRISPR في المنبع من تسلسل التعرف على PAM ل Cas9 في المستنسخة متماثلة اللواقح المختارة. تم إجراء تسلسل Sanger لتحليل عمليات الإدراج / الحذف الدقيقة ، وتم إجراء التوصيف الوظيفي للنسخ. أنتجت هذه الطريقة نسبة أعلى بكثير من عمليات الحذف متماثلة اللواقح مقارنة بطرق توصيل الجينات غير الفيروسية التي تم الإبلاغ عنها سابقا. على الرغم من أن هذا التقرير يركز على جين L2HGDH ، إلا أنه يمكن استخدام هذا النهج القوي والفعال من حيث التكلفة لإنشاء ضربة قاضية متماثلة اللواقح للجينات الأخرى في الخلايا الجذعية متعددة القدرات لدراسات وظائف الجينات.

Introduction

الخلايا الجذعية الجنينية البشرية (hESCs) والخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات (iPSCs) هي خلايا جذعية لديها القدرة على التمايز إلى جميع أنواع الخلايا في الجسم. تعمل هذه الخلايا كأدوات قيمة لدراسة التنمية البشرية ، وكذلك لفهم الآليات الأساسية للأمراض المختلفة ، مما يوفر وعدا هائلا للطب التجديدي ونمذجة الأمراض واكتشاف الأدوية. تتضمن هذه الدراسات التحقيق في كيفية مساهمة جينات معينة في تطوير الكائنات الحية وعملها وتنظيمها1،2.

يتم استخدام تقنيات وأساليب مختلفة لفك تشفير وظيفة الجينات ، بما في ذلك التلاعب الجيني ، مثل الضربة القاضية للجينات أو الإفراط في التعبير ، وتحرير الجينوم. من بين هؤلاء ، برزت تقنية CRISPR-Cas9 كأكثر الطرق فعالية لدراسات خروج المغلوب الجيني وتحرير الجينات1،2،3. يعمل نظام CRISPR-Cas9 من خلال استخدام جزيء RNA واحد (sgRNA) مصمم خصيصا لتحديد تسلسل DNA معين ذي أهمية والارتباط به. يعمل sgRNA كدليل جزيئي ، ويوجه إنزيم Cas9 إلى الموقع الدقيق في الجينوم الذي يتطلب التعديل. بمجرد ربطه ، يبدأ Cas9 في كسر مزدوج الشريطة في الحمض النووي في الموقع المحدد. بعد انقسام الحمض النووي ، يتم تنشيط آليات الإصلاح المتأصلة في الخلية. وتشمل هذه مسارين رئيسيين للإصلاح: الانضمام النهائي غير المتماثل (NHEJ) والإصلاح الموجه بالتماثل (HDR). غالبا ما يؤدي NHEJ إلى عمليات إدخال أو حذف (indels) في موقع الكسر ، مما يؤدي إلى تعطيل الجينات أو تعطيلها. على العكس من ذلك ، يتيح HDR إدخال تسلسلات DNA جديدة في موقع الكسر ، مما يسهل إدخال التعديلات الجينيةالمستهدفة 4.

نظرا لأهمية حذف الجينات في الخلايا الجذعية متعددة القدرات ، تم نشر العديد من البروتوكولات على الضربة القاضية الجينية بوساطة CRISPR-Cas9 في hESCs / iPSCs. ومع ذلك ، تواجه العديد من هذه البروتوكولات قيودا كبيرة ، مثل كونها تستغرق وقتا طويلا للغاية ، وكثيفة العمالة ، وذات كفاءة منخفضة بسبب استخدام طرق توصيل الجينات غير الفيروسية5. هذه التحديات أكثر وضوحا في hESCs / iPSCs ، حيث من المعروف أن هذه الخلايا تتمتع بكفاءة تحرير أقل مقارنة بأنواع الخلايا الأخرى5. يمكن معالجة بعض هذه القيود عن طريق زيادة كفاءة توصيل البلازميد الذي يحتوي على Cas9 و sgRNAs. يمكن تحقيق ذلك بنجاح باستخدام نظام ناقل الفيروسات ، والذي يمكن أن يحسن بشكل كبير نتائج تحرير الجينات. بروتوكولات تغليف الفيروسات العدسية راسخة ومباشرة ، مما يسمح باعتمادها السهل في المختبرات ، حتى من قبل الباحثين ذوي الخبرة المحدودة. تظهر فيروسات العدسات كفاءة عدوى عالية عبر أنواع مختلفة من الخلايا ، بما في ذلك hESCs و iPSCs. لذلك ، يعد استخدام نظام العدسي الفيروسي لتعبير Cas9-sgRNA مثاليا لتجارب التحرير الجيني الروتينية في hESCs / iPSCs لدراسات وظائف الجينات.

هنا ، نقدم طريقة بسيطة ومباشرة لعمليات حذف الجينات المستندة إلى CRISPR-Cas9 عالية الكفاءة في hESCs في فترة زمنية أقصر نسبيا من البروتوكولات التقليدية (الشكل 1). على الرغم من استخدام ناقل فيروسي عدسي مع تعبير تأسيسي ل Cas9 و sgRNA ، إلا أنه يمكن استبداله بسهولة بتعبير Cas9 المحفز عن الدواء لتعبير Cas9 الذي يمكن التحكم فيه.

Protocol

يتم سرد تفاصيل التسلسلات الجينية والكواشف والمعدات المستخدمة في هذه الدراسة في جدول المواد.

1. تصميم الحمض النووي الريبي الفردي (sgRNA) والاستنساخ وإنتاج نواقل الفيروسات العدسية

ملاحظة: يتم استخدام تسلسلين مختلفين من sgRNA يستهدفان exon 1 من L2HGDH الجين ، وكلاهما مقتبس من Qiu et al.6مع مواقع PAM ل AGG و TGG للتسلسلين 1 و 2 ، على التوالي. كان طول كل من sgRNAs 20 نقطة أساس ، وتم تعديل النهايات لإضافة تسلسلات رابط لإنزيم التقييد Bsmb1 ليتم استنساخه في المتجه المستهدف (LentiCRISPRv2) كما هو موضح في التقرير السابق6. تمت إضافة تسلسلات الرابط أثناء تصميم sgRNAs لأغراض الاستنساخ.

  1. صلب sgRNAs المركبة كيميائيا6 واستنساخ في ناقل الفيروس العسسي أحادي القطع Bsmb1 ، LentiCRISPRv2 باستخدام بروتوكول محسن كما تم الإبلاغ عنهسابقا 7.
  2. استمر في تعبئة الفيروسات العدسية وتركيزها باستخدام بروتوكول موحد ومحسن7.
  3. لإنتاج الفيروسات العدسية، HEK293T البذور الخلايا (1 × 105 خلايا/سم2) باستخدام DMEM، و 10٪ FBS و 1x البنسلين/الستربتومايسين (P / S) وتحتضن طوال الليل في حاضنة زراعة الأنسجة عند 37 درجة مئوية في جو من 5٪ ثاني أكسيد الكربون2 في ظروف رطبة.
  4. عندما تكون 90٪ ملتقية ، فإن الخلايا HEK293T ذات ناقل الدخول (العمود الفقري الفارغ أو sgRNA الذي يعبر عن البلازميدات) وتعبئة البلازميدات باستخدام البوليمر الكاتيوني منخفض التكلفة PEI كما هو موضحسابقا 7.
  5. اجمع الوسائط المكيفة التي تحتوي على جزيئات الطافي الفيروسي (LVS) في 48 ساعة و 72 ساعة بعد التعدي والمضي قدما في الطرد المركزي الفائق باستخدام وسادة السكروز وقم بتدوير الأنابيب عند 1،25،000 × جم لمدة ساعتين عند 4 درجات مئوية.
  6. استمر في تركيز جسيمات LVS إلى ما لا يقل عن 200 ضعف الحجم الأصلي في PBS ، aliquot ، وقم بتخزينه عند -80 درجة مئوية حتى الاستخدام.
  7. حدد عيار جزيئات الفيروسات العدسية باستخدام مجموعة أدوات قياس المعايرة من الفيروسات العدسية qPCR باتباع تعليمات الشركة المصنعة (انظر جدول المواد).

2. الالتهابات الفيروسية وانتشار نسيلة خلية واحدة

  1. بالنسبة للعدوى بجزيئات LVS ، تحتوي معلق خلية البذور hESC (H9) على 1 × 105 خلايا / 0.5 مل من وسائط ثقافة hESC (الوسائط القاعدية + P / S + 10 ميكرومتر من مثبط الصخور) على ألواح بئر P24 مطلية بالكامل ب Matrigel (1:50) في 500 ميكرولتر من الوسائط وتحتضن طوال الليل للسماح للخلايا بالالتصاق. بذر الآبار الإضافية التي لن تصاب ب LVS ولكنها تعالج بالبورومايسين لتكون بمثابة مكافحة غير مصابة.
    ملاحظة: يمكن إجراء عد الخلايا باستخدام مقياس كثافة الدم اليدوي أو عداد الخلايا الآلي.
  2. في اليوم التالي ، قم بإصابة الخلايا عند تعدد العدوى (MOI) من 10 جنبا إلى جنب مع 8 ميكروغرام / مل من البوليبرين واحتضانها عند 37 درجة مئوية لمدة 8 ساعات متبوعة باستبدال الوسائط بوسائط hESC جديدة + P / S بدون مثبط الصخور واستمر في الزراعة حتى تتلاقى الخلايا بنسبة 90٪.
  3. ابدأ في اختيار البيرومايسين عن طريق استكمال الوسائط بتركيز 0.8 ميكروغرام / مل من بورومايسين عندما تصل الخلايا إلى 90٪ من التقاء ، والذي عادة ما يكون 48-72 ساعة بعد الإصابة ، واستمر في الانتقاء حتى تموت جميع الخلايا في الخلايا غير المصابة (المجموعة الضابطة).
  4. بعد اكتمال الاختيار (عادة 4-6 أيام) ، قم بتقسيم الخلايا المستقرة (1: 4) وقم بالتوسع للحفظ بالتبريد وإجراء مزيد من التحليل.
  5. قم بإجراء اختيار خلية واحدة وتمدد نسيلي باستخدام الخلايا التي تعبر عن L2HGDH-sgRNA-16.
  6. لهذا الغرض ، قم بإعداد معلق خلوي يعادل 500 خلية / 10 مل من وسائط النمو الكاملة وبذرة 100 ميكرولتر من هذا المعلق في كل بئر من صفيحة 96 بئرا.
  7. اترك الخلايا دون إزعاج لمدة 3 أيام ثم راقب.
  8. ضع علامة على الآبار التي تنتج نسخا مفردة وقم بتغيير الوسائط كل يومين حتى يتم تحقيق حجم كاف للمستعمرات (عادة أسبوعين) للتوسع أكثر ، والحفظ بالتبريد ، والتحليل.

3. استخراج gDNA ، MS-BSP PCR ، وتسلسل Sanger

  1. عزل gDNA من الخلايا باستخدام مجموعة عزل الحمض النووي الجيني باتباع تعليمات الشركة المصنعة (انظر جدول المواد).
  2. تابع رسم خرائط مواقع الطفرات في المنبع من تسلسلات التعرف على PAM باستخدام تحليل البادئات المحددة القائمة على مواقع الطفرات (MS-BSP)8.
  3. لهذا الغرض ، تم تصميم التمهيدي الأيمن غير المتحيز L2H-UMSBSP-R1 لتضخيم المنطقة خارج Exon1 لتضخيم أي أهداف.
  4. صمم برايمر أيسر متحيز L2H-BMSBSP-F1 بتسلسل مماثل ل sgRNA لتضخيم التسلسل المستهدف بالقرب من تسلسلات التعرف على PAM.
    ملاحظة: في الظروف الصارمة جدا لتفاعل البوليميراز المتسلسل ، سيتم ملاحظة المنتج على الجل في نسخ غير متحولة. لن يتم ملاحظة أي منتج في استنساخ CRISPR-knockout الذي يظهر طفرات قريبة من المنبع من تسلسلات التعرف على PAM.
  5. من أجل تعيين طفرات زوج قاعدة واحدة ، يقوم تفاعل البوليميراز المتسلسل بتضخيم تسلسل 468 نقطة أساس يمتد على الإكسون 1 بأكمله من L2HGDH ويخضع لتسلسل سانجر متبوعا بتحليل محاذاة تسلسل متعدد باستخدام clustalw8.

4. مقايسة تكوين hESC وتكوين الجسم الجنيني (EB)

  1. تابع التمايز الموجه للتحكم واستنساخ CRISPR المختلفة من hESCs (H9) نحو مصير الأديم الظاهر العصبي باتباع البروتوكولات المعمول بها كما هو موضح سابقا باستخدام طريقة تثبيط smad المزدوج9،10،11.
  2. عندما تكون عند التقاء 90٪ ، عالج الخلايا ب LDN193189 (200 نانومتر) و SB431542 (10 ميكرومتر) لمدة 24 ساعة أولية في وسائط KSR بنسبة 100٪ متبوعة بإضافة XAV939 (2 ميكرومتر) لمدة يومين إضافيين.
  3. بعد 3 أيام ، قلل النسبة المئوية لوسائط KSR (Knockout DMEM مكمل ب 15٪ (v / v) KSR ، 1٪ (v / v) L-glutamine ، 1٪ (v / v) P / S ، 1٪ (v / v) 10 mM MEM ، و 0.1٪ (v / v) 2-mercaptoethanol (75٪ ، 50٪ ، 25٪) عن طريق الجمع مع وسائط N2 (DMEM / F12 مكمل بملحق 1x N2 ، 1x P / S ، ) إلى وسائط N2 بنسبة 100٪ على مدى 8 أيام.
  4. في بداية اليوم 12 ، قم بإصلاح الخلايا للتلوين المناعي باستخدام PAX6 كعلامة للأديم الظاهر العصبي.
  5. بالنسبة لدراسات تحديد مصير الأديم المتوسط والأديم الباطن ، استخدم نهجا صغيرا قائما على CHIR99021 الجزيء الموصوف في المنشورات السابقة12،13.
  6. لهذا ، عندما تصل الخلايا إلى 70٪ من التقاء ، عالج ب 3 ميكرومتر من CHIR99021 في وسائط الأديم الباطن النهائي (DE) لمدة 24 ساعة متبوعا بتثبيت التلوين المناعي باستخدام Brachuary كعلامة خاصة بالأديم المتوسط.
  7. بالنسبة لمرحلة الأديم الباطن ، قم بزراعة الخلايا لمدة 24 ساعة إضافية في وسائط DE وحدها دون إضافة CHIR99021 قبل التثبيت للتلوين المناعي باستخدام FOXA2.
  8. لمقايسة تكوين EB ، قم بزرع الخلايا على أسطح الخلايا منخفضة الارتباط دون استخدام Matrigel لزراعة الخلايا في ظروف التعليق لمدة 24 ساعة قبل أخذ الصور المجهرية.

5. تحليل اللطخة الغربية

  1. اغسل الخلايا مرتين باستخدام PBS و lyse باستخدام 1x RIPA buffer يحتوي على 1٪ SDS و 1x كوكتيل مثبط البروتياز والفوسفاتيز.
  2. قم بتنظيف المحللات عن طريق الطرد المركزي عند 16,000 × جم لمدة 10 دقائق عند 4 درجات مئوية متبوعا بجمع المواد الطافية.
  3. حدد كمية بروتين الخلية الكلي باستخدام مجموعة فحص بروتين BCA باتباع تعليمات الشركة المصنعة. اضبط العينات على 2 ميكروغرام / ميكرولتر باستخدام 4× تحميل عينة الصبغة.
  4. قم بتغيير طبيعة عينات البروتين عند 70 درجة مئوية لمدة 10 دقائق ، وقم بتحميل كميات متساوية من كل عينة ، وحلها باستخدام 4٪ -12٪ من المواد الهلامية SDS-PAGEالمتدرجة 7 متبوعة بالنقل إلى غشاء PVDF بجهد ثابت يبلغ 100 فولت لمدة ساعة واحدة عند 4 درجات مئوية.
  5. سد الأغشية باستخدام 5٪ حليب خالي الدسم واحتضان في تخفيفات الأجسام المضادة الأولية عند 4 درجات مئوية طوال الليل مع الدوران.
  6. بعد ذلك ، اغسل الأغشية 5x باستخدام المخزن المؤقت PBST واحتضانه في الأجسام المضادة الثانوية المناسبة المترافقة ب HRP لمدة ساعة واحدة في درجة حرارة الغرفة.
  7. اغسل الأغشية مرة أخرى باستخدام PBST 5x ، واحتضن بركيزة كيميائية ، وطورها باستخدام أفلام الأشعة السينية.

6. تلغيم المناعة

  1. قم بزرع الخلايا على ألواح البئر P4 واحتضانها لمدة 24 ساعة على الأقل قبل التثبيت للسماح بالارتباط المناسب للخلايا بالأسطح.
  2. اغسل الخلايا 3 مرات باستخدام PBS لإزالة أي خلايا ميتة بالإضافة إلى مكونات الوسائط ، متبوعا بالتثبيت باستخدام 4٪ PFA لمدة 15 دقيقة في درجة حرارة الغرفة.
  3. قم باختراق الخلايا باستخدام 0.3٪ triton X-100 متبوعا بحجب الارتباط غير المحدد باستخدام 2٪ BSA في PBS لمدة ساعة واحدة في درجة حرارة الغرفة.
  4. احتضان العينات بالأجسام المضادة الأولية (OCT4 ، NANOG ، SOX2 ، KI67 ، PAX6 ، Brachuary ، FOXA2) المخففة في 1٪ BSA بين عشية وضحاها عند 4 درجات مئوية.
  5. اغسل الخلايا 3x باستخدام PBS واحتضانها بالأجسام المضادة الثانوية المناسبة (الماعز المضاد للفأر 488 ، الماعز المضاد للأرانب 488 ، الماعز المضاد للفأر 546 ، الماعز المضاد للأرانب 546) المخفف في 1٪ BSA لمدة ساعة واحدة في درجة حرارة الغرفة.
  6. أخيرا ، اغسل العينات باستخدام PBS 3x وقم بمواضدتها باستخدام DAPI والصورة باستخدام مجهر فلوري.

النتائج

استنساخ L2HGDH sgRNAs في lentiCRISPRv2 puro
تم الحصول على ناقل lentiCRISPRv2 puro تجاريا (انظر جدول المواد) وهضمه باستخدام BsmB1 ، مما أدى إلى إطلاق جزء حشو 1.8 كيلو بايت. كما هو موضح في الشكل 2 أ ، لوحظ هضم كامل للناقل. لكل بناء ، تم فحص ستة نسخ لوجود أو عدم وجود إدر...

Discussion

قامت هذه الدراسة بتوحيد طريقة تتيح حذف الجينات عالية الكفاءة والفعالية من حيث التكلفة في hESCs من خلال تقنية CRISPR-Cas9. نجحت هذه الطريقة في الحذف المتماثل اللواقح لجين L2HGDH في hESCs في غضون 3-4 أسابيع ، بدءا من عدوى hESC إلى الانتقاء النسيلي أحادي الخلية وانتشاره (الجدول 1). ع...

Disclosures

ويعلن أصحاب البلاغ أنه لا يوجد تضارب في المصالح.

Acknowledgements

وقد تم دعم هذا العمل من خلال منح بحثية من جامعة الإمارات العربية المتحدة - #12M105 المنح ومنح #12R167 (مركز زايد للعلوم الصحية) و21R105 (مؤسسة زايد بن سلطان للأعمال الخيرية والإنسانية) و"أسباير"، وهي ركيزة إدارة البرامج التكنولوجية في مجلس أبحاث التكنولوجيا المتقدمة في أبوظبي، من خلال منحة الجائزة رقم VRI-20-10 من معهد أسباير لأبحاث الطب الدقيق في أبوظبي.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
2-MERCAPTOETHANOL Invitrogen31350010
38.5 mL, Sterile + Certified Free Open-Top
Thinwall Ultra-Clear Tubes
Beckman CoulterC14292
AccutaseStem cell technologies7920
bFGF Recombinant humanInvitrogenPHG0261
Brachyury Rabbit mAbAbclonalA5078
BsmBI-v2NEBR0739S
chir99021Tocris4423/10
Corning Matrigel Basement Membrane Matrix, LDEV-freeCorning354234
CyclopamineStem cell technologies72074
DMEM mediaInvitrogen11995073
DMEM NUTRIENT MIX F12 Invitrogen11320033
DPBS w/o: Ca and MgPAN BiotechP04-36500
Fetal bovie serumInvitrogen10270106
FoxA2/HNF3β CST8186
GAPDH (14C10) Rabbit mAb AntibodyCST2118S
Gentle Cell Dissociation ReagentStem cell technologies7174
HyClone Non Essential Amino Acids (NEAA) 100x SolutionGE healthcareSH30238.01
Ki-67 (D3B5) Rabbit mAbCST9129
KnockOut Serum ReplacementInvitrogen10828028
L GLUTAMINE, 100xInvitrogen2924190090
L2H-BMSBSP-F1MacrogenCGTGCGGGTTCGCGTCTGGG
L2HGDH Polyclonal antibodyProteintech15707-1-AP
L2HGDH-SgRNA1-FMacrogenCACCGCGTGCGG
GTTCGCGTCTGGG
L2HGDH-SgRNA1-RMacrogenAAACCCCAGACGC
GAACCCGCACGC
L2HGDH-SgRNA2-FMacrogenCACCGCCCGCGG
GCTTTTCGCCGG
L2HGDH-SgRNA2-RMacrogenAAACCCGGCGAA
AAGCCCGCGGGC
L2H-SeqF1MacrogenGCTAAAGAGCGC
GGGTCCTCGG
L2H-SeqR1MacrogenGTGGACGGGTTG
TTCAAAGCCAGAG
L2H-UMSBSP-R1MacrogenGTGGACGGGTTG
TTCAAAGCCAGAG
LentiCRISPRv2Addgene52961
mTesR1 complete mediaStem cell technologies85850
Nanog AntibodyCST3580
NEUROBASAL MEDIUM 1x CTSInvitrogenA1371201
Neuropan 2 Supplement 100xPAN BiotechP07-11050
Neuropan 27 Supplement 50xPAN BiotechP07-07200
Oct-4 AntibodyCST2750
Pax6 (D3A9V) XP Rabbit mAbCST60433
PENICILLIN STREPTOMYCIN SOLInvitrogen15140122
pMD2.GAddgene12259
Polybrene infection reagentSigmaTR1003- G
Polyethylenimine, branchedSigma408727
psPAX2.0Addgene12260
PuromycinInvitrogenA1113802
qPCR Lentivirus Titer KitAbmLV900
Rock inhibitor Y-27632
dihydrochloride 
Tocris1254
SB 431542Tocris1614/10
Sox2 AntibodyCST2748
SucroseSigma57-50-1
TRYPSIN .05% EDTA Invitrogen25300062
U6-459FMacrogenGAGGGCCTATT
TCCCATGATTC
Wizard Genomic DNA Purification Kit PromegaA1120
XAV 939Tocris3748/10

References

  1. Jinek, M., et al. A programmable dual-RNA-guided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity. Science. 337 (6096), 816-821 (2012).
  2. Jiang, F., Doudna, J. A. CRISPR-Cas9 structures and mechanisms. Annu Rev Biophys. 46 (1), 505-529 (2017).
  3. Mali, P., et al. RNA-guided human genome engineering via Cas9. Science. 339 (6121), 823-826 (2013).
  4. Xue, C., Greene, E. C. DNA repair pathway choices in CRISPR-Cas9-mediated genome editing. Trends Genet. 37 (7), 639-656 (2021).
  5. Zhang, Z., et al. CRISPR/Cas9 genome-editing system in human stem cells: Current status and future prospects. Mol Ther Nucleic Acids. 9, 230-241 (2017).
  6. Qiu, Z., et al. MYC regulation of D2HGDH and L2HGDH influences the epigenome and epitranscriptome. Cell Chem Biol. 27 (5), 538-550.e537 (2020).
  7. Sheikh, M. A., Ansari, S. A. Lentiviral mediated delivery of shRNAs to hESCs and NPCs using low-cost cationic polymer polyethylenimine (PEI). J Vis Exp. (183), e63953 (2022).
  8. Guo, J., et al. A simple and cost-effective method for screening of CRISPR/Cas9-induced homozygous/biallelic mutants. Plant Methods. 14 (1), 40 (2018).
  9. Ardah, M. T., Parween, S., Varghese, D. S., Emerald, B. S., Ansari, S. A. Saturated fatty acid alters embryonic cortical neurogenesis through modulation of gene expression in neural stem cells. J Nutr Biochem. 62, 230-246 (2018).
  10. Parween, S., et al. Higher O-GlcNAc levels are associated with defects in progenitor proliferation and premature neuronal differentiation. Front Cell Neurosci. 11, 415 (2017).
  11. Parween, S., et al. Nutrient-sensitive protein O-GlcNAcylation modulates the transcriptome through epigenetic mechanisms during embryonic neurogenesis. Life Sci Alliance. 5 (8), e202201385 (2022).
  12. Varghese, D. S., et al. Developmental modeling of hepatogenesis using obese iPSCs-hepatocyte differentiation uncovers pathological features. Cell Death Dis. 13 (7), 670 (2022).
  13. Varghese, D. S., Alawathugoda, T. T., Ansari, S. A. Fine-tuning of hepatocyte differentiation from human embryonic stem cells: Growth factor. Stem Cells Int. 2019 (5), 5968236 (2019).
  14. Jacobs, E. Z., et al. CRISPR/Cas9-mediated genome editing in naïve human embryonic stem cells. Sci Rep. 7 (1), 16650 (2017).
  15. Cuevas-Ocaña, S., et al. A cell-based optimized approach for rapid and efficient gene editing of human pluripotent stem cells. Int J Mol Sci. 24 (3), 12345 (2023).
  16. Veres, A., et al. Low incidence of off-target mutations in individual CRISPR-Cas9 and TALEN-targeted human stem cell clones detected by whole-genome sequencing. Cell Stem Cell. 15 (1), 27-30 (2014).
  17. Smith, C., Gore, A., Yan, W., Abalde-Atristain, L., Li, Z., He, C. Whole-genome sequencing analysis reveals high specificity of CRISPR/Cas9 and TALEN-based genome editing in human iPSCs. Cell Stem Cell. 15 (1), 12-13 (2014).
  18. Zhang, X. H., Tee, L. Y., Wang, X. G., Huang, Q. S., Yang, S. H. Off-target effects in CRISPR/Cas9-mediated genome engineering. Mol Ther Nucleic Acids. 4 (7), e264 (2015).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

CRISPR Cas9 HESC L2HGDH SgRNAs MSBSP PCR

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved