A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
כאן, אנו מציגים פרוטוקול המתאר שיטה יעילה עבור הדור היעיל של פלסמידים המבטאים הן את אנזים CRISPR והן את RNA מדריך יחיד (sgRNAs). שיתוף פעולה של תאים יונקים עם וקטור sgRNA / CRISPR זה וקטור כתב לוציפראז כפול הבוחן תיקון הפסקה דו-גדילי מאפשר הערכה של יעילות נוקאאוט.
למרות יעיל מאוד, שינוי של אתר גנומי על ידי אנזים CRISPR דורש הדור של sgRNA ייחודי לאתרי היעד מראש. עבודה זו מתארת את הצעדים המרכזיים המובילים לבניית וקטורים SGRNA יעילים באמצעות אסטרטגיה המאפשרת זיהוי יעיל של המושבות החיוביות על ידי PCR לפני רצף DNA. מאחר שעריכת גנום יעילה באמצעות מערכת CRISPR דורשת SGRNA יעילה ביותר, יש צורך בבחירה מוקדמת של יעדי SGRNA של מועמדים כדי לחסוך זמן ומאמץ. מערכת כתב לוציפראז כפולה פותחה כדי להעריך יעילות נוקאאוט על ידי בדיקת תיקון לשבור גדיל כפול באמצעות חיתוק גדיל יחיד. כאן, אנו משתמשים במערכת הכתבים הזו כדי לאסוף את היעד המועדף של xCas9/sgRNA מקטורי SGRNA מועמדים לעריכת גנים ספציפיים. הפרוטוקול המתואר יספק וקטור אנזים sgRNA/CRISPR מועדף בתוך 10 ימים (החל מאוליגונוקלאוטידים מעוצבים כראוי).
SGRNAs CRISPR מהווים רצף של 20 נוקלאוטידים (הפרוטו-ספייסר), המשלים את רצף היעד הגנומי1,2. למרות יעילות רבה, היכולת של מערכת CRISPR/Cas לשנות אתר גנומי נתון דורשת יצירת וקטור הנושא sgRNA יעיל ייחודי לאתרי היעד2. מאמר זה מתאר את השלבים המרכזיים בדור של וקטור sgRNA זה.
לעריכת גנום מוצלחת באמצעות מערכת CRISPR/Cas, השימוש sgRNAs יעיל מאוד הוא תנאימוקדםחיוני 3,4,5. מאז גרעין מהונדס המשמש בעריכת הגנום להפגין יעילות מגוונת ב lociממוקד שונים 1, בחירה מראש של מטרות sgRNA מועמד יש צורך כדי לחסוך זמןומאמץ 6,7,8,9. מערכת כתב לוציפראז כפולה פותחה כדי להעריך יעילות נוקאאוט על ידי בדיקת תיקון לשבור גדיל כפול באמצעות גדיל יחיד annealing3,10. כאן אנו משתמשים במערכת כתבים זו כדי לבחור יעד CRISPR sgRNA מועדף ממועמדים שונים sgRNA וקטורים המיועדים לעריכת גנים ספציפיים. הפרוטוקול שצוין כאן יושם במעבדות הקבוצה ושיתוף הפעולה שלנו בשנים האחרונות כדי ליצור ולהעריך את CRISPR sgRNAs.
הפרוטוקול הבא מסכם כיצד לעצב SgRNA מתאים באמצעות תוכנת רשת. לאחר הבחירה sgRNAs המתאימים, אנו מתארים את השלבים השונים כדי להשיג את האוליגונוקלאוטידים הנדרשים, כמו גם את הגישה להכנסת oligonucleotides לזווג לתוך וקטור הביטוי pX330-xCas9. כמו כן, אנו מציגים שיטה להרכבת וקטורים כתב sgRNA-הבעת וגם וקטורים כתב לוציפראז כפול בהתבסס על הקשירה של רצפים אלה לתוך וקטור ביטוי ים-10 (שלבים 2-10, איור 1A). לבסוף אנו מתארים כיצד לנתח את יעילות חיתוך ה-DNA עבור כל sgRNAs (שלבים 11-12).
1. עיצוב sgRNA אוליגונוקלאוטיד
2. שינוי אוליגונוקלאוטיד
3. אוליגונוקלאוטיד
4. עיכול וקטור SGRNA/CRISPR
5. קשירה של sgRNA oligonucleotides ההבעה וקטור
6. טרנספורמציה תא מוסמך
7. זיהוי של פלסמידים רקומביננטיים הנכונים על ידי PCR
8. לאמת את הרצף של ביטוי sgRNA פלסמיד
9. בניית וקטור עיתונאי לוציפראז כפול
10. תעבירת תאים
11. זיהוי לוציפראז כפול
השיטות המתוארות בפרוטוקול זה הן לבניית וקטורים ביטוי sgRNA ו xCas9 ולאחר מכן עבור הקרנת אופטימיזציה של sgRNA אוליגוס עם יעילות מיקוד גנים גבוהה יחסית. כאן אנו מציגים דוגמה מייצגת של 3 מטרות sgRNA לכבשים DKK2 exon 1. SgRNA ו xCas9 לבטא וקטורים ניתן לבנות על ידי נטיעת עמוד השדרה וקטור (איור 2)...
הליכי השיבוט הווקטור sgRNA שתיארנו כאן מקל על ייצור יעיל של sgRNAs, עם רוב העלויות הנגזרות הזמנת oligonucleotide ושורק וקטור. בעוד השיטה המתוארת נועדה לאפשר למשתמשים ליצור sgRNAs לשימוש עם CRISPR/Cas9, הפרוטוקול יכול בקלות להיות מותאם לשימוש עם Cas9 orthologues או אנדונוקלאות מונחה RNA אחרות כגון Cpf1, הצגת שינויים קלים ?...
המחברים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.
פרויקט זה מומן על ידי המחלקה הראשונה גראסלאנד מדע משמעת תוכנית של מחוז שאנדונג (סין), הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (31301936, 31572383), הקרן המיוחדת למחקר אגרו-מדעי באינטרס הציבורי (201403071), הערכת סיכונים לאומית לפרויקט מיוחד של איכות ובטיחות של מוצרי חלב (GJFP201800804) ופרויקטים של מדע וטכנולוגיה של פרנסה של אנשי צ'ינגדאאו (19-6-1-68-nsh, 14-2-3-45-nsh, 13-1-3-88-nsh).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
A new generation of full touch screen gradient PCR instrument | LongGene | A200 | Target gene amplification |
AscI restriction enzymes | New England Biolabs | R0558V | Cutting target vectors |
BbsI restriction enzyme | New England Biolabs | R0539S | Cutting target vectors |
Clean workbench | AIRTECH | SW-CJ-2FD/VS-1300L-U | A partial purification device in the form of a vertical laminar flow, which creates a local high clean air environment |
DH5α Competent Cells | TaKaRa | K613 | Plasmid vector transformation |
Dual-Luciferas Reporter Assay System | Promega | E1910 | Dual-luciferas reporter assay |
Electric thermostatic water bath | Sanfa Scientific Instruments | DK-S24 | Heating reagent by constant temperature in water bath |
Electrophoresis | Beijing Liuyi Biotechnology Co., Ltd. | DYY-6C | Control voltage, current, etc. |
Eppendorf Reference 2 | Eppendorf China Ltd. | Reference 2 | Accurately draw and transfer traces of liquid |
Gel imaging analyzer | Beijing Liuyi Biotechnology Co., Ltd. | WD-9413B | For the analysis of electrophoresis gel images |
GloMax 20/20 Luminometer | Promega | E5311 | Detect dual luciferase activity |
High speed refrigerated centrifuge | BMH | sigma 3K15 | Nucleic acid extraction and purification |
Intelligent biochemical incubator | Sanfa Scientific Instruments | SHP-160 | Provide a suitable temperature environment for the enzyme digestion experiment |
LB Broth Agar | Sangon Biotech | A507003-0250 | For the cultivation of E.coli |
Lipofectamine 3000 Transfection Reagent Kit | Thermo Fisher | L3000015 | DNA Transfection |
SalI restriction enzymes | New England Biolabs | R3138V | Cutting target vectors |
SanPrep Column DNA Gel Extraction Kit | Sangon Biotech | B518131-0050 | Recycling DNA fragments |
SanPrep Column Plasmid Mini-Preps Kit | Sangon Biotech | B518191-0100 | Extraction of plasmid DNA |
T4 DNA Ligase | New England Biolabs | M0202V | Link DNA fragment |
TaKaRa MiniBEST DNA Fragment Purification Kit Ver.4.0 | TaKaRa | 9761 | DNA purification |
Vertical pressure steam sterilizer | JIBIMED | LS-50LD | High temperature and autoclave to kill bacteria, fungi and other microorganisms in laboratory equipment |
Water bath thermostat | Changzhou Guoyu Instrument Manufacturing Co., Ltd. | SHZ-82 | Let the bacteria keep shaking, which is good for contact with air. |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved