Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Используя сборку ДНК, несколько векторов CRISPR могут быть построены параллельно в одной реакции клонирования, что делает строительство большого числа CRISPR векторов простую задачу. Томатные волосатые корни отличная модель системы для проверки CRISPR векторов и генерировать мутантные материалы.
Targeted DNA mutations generated by vectors with clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/Cas9 technology have proven useful for functional genomics studies. While most cloning strategies are simple to perform, they generally use multiple steps and can require several days to generate the ultimate constructs. The method presented here is based on DNA assembly and can produce fully functional CRISPR vectors in a single cloning reaction. Vector construction can also be pooled, further increasing the efficiency and utility of the process. A modification of the method is used to create CRISPR vectors with multiple gene targets. CRISPR vectors are then transformed into tomato hairy roots to generate transgenic materials with targeted DNA modifications. Hairy roots are a useful system for testing vector functionality as they are technically simple to generate and amenable to large-scale production. The methods presented here will have wide application as they can be used to generate a variety of CRISPR vectors and be used in a wide range of plant species.
Способность генерировать адресные модификации ДНК с CRISPR / cas9 имеет большой потенциал для функциональной геномики исследований. Есть два компонента системы CRISPR / cas9; cas9 нуклеазы, полученный из Staphylococcus Пирролидонилпептидаза и приблизительно 100-нт руководство РНК (gRNA) молекулы , которая направляет cas9 на сайт целевой ДНК (ов) 1. Целевой показатель признания присуждается первым ~ 20-нт из gRNA, что позволяет продукции с высокой пропускной способностью адресности векторов 2,3. Большинство организмов , которые могут быть созданы, уже были с CRISPR технологии / cas9 4,5.
В растениях, конститутивные промоторы, такие как промотор CaMV 35S, которые обычно используются для управления экспрессией в cas9 нуклеазы 6. В gRNAs выражаются с помощью РНК-полимеразы III U6 или промоторы U3, который ограничивает первую базу gRNA либо к G, для U6 или для У3, для эффективной транскрипции. Однако РНК-полимеразы II выпускного вечераoters, которые свободны от этих ограничений, также были использованы 7,8.
Различные gRNAs вызывают мутации ДНК с различной эффективностью, и поэтому он может быть важно сначала проверить CRISPR векторов, прежде чем инвестировать в преобразования целого растения или создание обширных фенотипические экранов. Переходная экспрессия CRISPR конструкций в растениях, используя агроинфильтрации например, как правило , приводит к более низкой частоте модификации ДНК по сравнению с устойчивыми растениями 6, что делает обнаружение мутаций трудно и фенотипических анализов непрактичными с такими подходами. Так называемые волосатых корней являются удобной, альтернативная система, так как большое число независимых, стабильно трансформированных материалов могут быть получены в течение нескольких недель, в отличие от месяцев для стабильных растений. CRISPR векторы очень эффективны при индукции мутаций ДНК в волосатых корней 9,10.
методы сборки ДНК эффективно лигирования фрагменты ДНК, содержащие overlapping заканчивается 11. Основным преимуществом некоторых методов сборки ДНК является способность включать оцДНК (т.е. олиго) в собранных продуктах. Так как gRNAs только ~ 20-нт долго и новые цели могут быть сделаны с синтезированных олигонуклеотидов, эти методы сборки ДНК хорошо подходят для CRISPR клонирования. Протоколы , описанные здесь , основаны на P201 серии CRISPR векторов, которая успешно используется в сое 10, 12 тополя и теперь помидор. Процедура клонирования представлены предлагает несколько преимуществ по сравнению с текущим методом клонирования 10. А именно, полностью функциональные векторы могут быть получены в одной реакции клонирования в течение одного дня. Вектор строительства также могут быть объединены для создания нескольких векторов CRISPR параллельно, дальнейшее сокращение практического времени и материальных затрат. Мы также приводим протокол для генерации томатных волосатых корней как эффективный способ для получения трансгенных материалов с целевым делеции гена. Волосатые корни используются для действительныйели векторы CRISPR и дают материал для последующих экспериментов.
1. РНК Руководство по проектированию и векторные Строительство
Трансформация 2. Волосатые Root
CRISPR вектор строительства с блоком ДНК, как правило, создает десятки и сотни независимых клонов. Скрининг колоний с помощью ПЦР легко идентифицирует правильные клоны и могут различать плазмид с и без вставок (рис 2А) , которая полезна для поиска и устранения неи...
Since DNA assembly is used to recombine any overlapping DNA sequences, this cloning method can be applied to any CRISPR vector construction. Most CRISPR cloning schemes use either gene synthesis of the gRNA, type IIS restriction enzymes17,18, or overlap-extension PCR19. Each of these techniques has inherent advantages and disadvantages, but they typically require multiple hands-on cloning steps. The primary advantage of the cloning method presented here is that the entire process occurs in a single,...
Авторы не имеют ничего раскрывать.
Это исследование было поддержано грантом Национального научного фонда IOS-1025642 (GBM). Мы благодарим Марию Харрисона за предоставление штамма ARqua1.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
NEBuilder® (HiFi DNA assembly mix) | New England Biolabs | E5520 | |
p201N:Cas9 | Addgene | 59175 | The p201H:Cas9 plasmid (59176) is also compatible with the reported overlaps and enzymes. |
pUC gRNA Shuttle | Addgene | 47024 | |
SwaI | New England Biolabs | R0604S | |
SpeI | New England Biolabs | R0133S | |
Zymo clean and concentrator-5 column purification | Zymo Research | D4003 | |
NEB Buffer 2.1 | New England Biolabs | B7202S | |
NEB CutSmart (Buffer 4) | New England Biolabs | B7204S | |
NEB Buffer 3.1 | New England Biolabs | B7203S | |
EconoSpin Mini Spin Column (plasmid prep) | Epoch Life Sciences | 1910-050/250 | |
EcoRV-HF® | New England Biolabs | R3195S | |
StyI-HF® | New England Biolabs | R3500S | |
MS Salts + Gamborg Vitamins | Phytotechnology Laboratories | M404 | |
Phytagel™ (gellan gum) | Sigma Aldrich | P8169 | |
GA-7 Boxes | Sigma Aldrich | V8505 | |
Micropore™ surgical tape | 3M | 1535-0 | |
Timentin® (Ticarcillin/Clavulanic acid) | Various | 0029-6571-26 | |
Primers 5' → 3' | |||
SwaI_MtU6F | GATATTAATCTCTTCGATGA AATTTATGCCTATCTTATAT GATCAATGAGG | ||
MtU6R | AAGCCTACTGGTTCGCTTG AAG | ||
ScaffoldF | GTTTTAGAGCTAGAAATAGC AAGTT | ||
SpeI_Scaffold R | GTCATGAATTGTAATACGACTC AAAAAAAAGCACCGACTCGGTG | ||
StUbi3P218R | ACATGCACCTAATTTCACTA GATGT | ||
ISceIR | GTGATCGATTACCCTGTTAT CCCTAG | Cannot be used for Sanger sequencing since there is a second binding site on the plasmid | |
UNS1_Scaffold R | GAGAATGGATGCGAGTAATGAA AAAAAGCACCGACTCGGTG | ||
UNS1_MtU6 F | CATTACTCGCATCCATTCTCAT GCCTATCTTATATGATCAATGAGG | ||
p201R | CGCGCCGAATTCTAGTGATCG | ||
Bolded sequences denote 20-nt overlaps with linearized p201N:Cas9. |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены