Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Целевых генов редактирования с помощью ТРИФОСФАТЫ/Cas9 значительно облегчило понимание биологических функций генов. Здесь мы используем методологию ТРИФОСФАТЫ/Cas9 модель calreticulin мутации в cytokine зависимых гемопоэтических клеток с целью изучения их онкогенного действия.
Кластерный регулярно interspaced короткие палиндром повторяется (ТРИФОСФАТЫ)-это система адаптивного иммунитета в прокариотах, был многоцелевых учеными для создания РНК руководствуясь nucleases, таких как связанные ТРИФОСФАТЫ (Cas) 9 для конкретных участков генома эукариот редактирования. Геном инженерии, Cas9 используется для эффективно, легко и надежно изменения эндогенного гены во многих линий обеспечить соответствующие mammalian клетки и организмы. Здесь мы покажем пример как использовать методологию ТРИФОСФАТЫ/Cas9 чтобы понять биологические функции специфических генетических мутаций. Мы модель calreticulin (CALR) мутации мышиных интерлейкина-3 (mIL-3) зависит от pro-B клеток (Ba/F3) путем доставки одного руководство РНК (sgRNAs) ориентация эндогенный Локус Calr в конкретном регионе, где вставки или удаления (indel ) CALR мутации происходят в больных с миелопролиферативных новообразования (MPN), тип рака крови. SgRNAs создать двойной нити перерывы (DSBs) в регионе целевых, которые ремонтируются к концу номера гомологичных присоединения (NHEJ) дать indels различных размеров. Затем мы используем стандартного анализа Сотовый трансформации Ba/F3 чтобы понять эффект физиологического уровня выражения Calr перегласовок на кроветворную Сотовый трансформации. Этот подход может быть применен к другим генам для изучения их биологические функции в различных линий клеток млекопитающих.
Технология ТРИФОСФАТЫ/Cas9 недавно революцию, изменения целевых генома в живых клеток и организмов. Она стала чрезвычайно мощный инструмент для биомедицинских исследований и в настоящее время используются в качестве возможности для лечения генетических заболеваний1. Основой для всех инструментов редактирования генома опирается на создание нуклеиназы индуцированной ДНК двойной мель перерыв (DSB) в геномной локусе изменение. DSBs могут быть отремонтированы, не гомологичных конец присоединение (NHEJ) или ориентированные на гомологии ремонт (HDR)2,3. Преимущество Cas9 Нуклеаза над другими генома, инженерных nucleases, таких как цинк палец nucleases (ZFNs) и транскрипции эффекторных активатор как nucleases (Таленс) является его зависимость от РНК для ориентации нуклеиназы к желаемой последовательности ДНК, по сравнению для взаимодействий протеин дна, в ZFNs и Таленс2,3.
После открытия ТРИФОСФАТЫ/Cas9 Нуклеаза путь как адаптивной иммунной системы в прокариотических клеток4,5много усилий прошла в адаптации путь для использования в mammalian клетки линии и модель организмов2, 3. как инструмент для редактирования гена, путь ТРИФОСФАТЫ/Cas9 использует два основных компонента: Streptococcus pyogenes (Sp), полученных Cas9 Нуклеаза и sgRNAs ориентации гена интереса2,3. SgRNA состоит из 20 нуклеотидов, прямые Cas9 для определенного сайта на геном через РНК-ДНК пары взаимодополняемости2,3. Целевой сайт sgRNA должны лежать рядом прилегающих мотив (PAM) сайт protospacer в виде 5' NGG, который признан SpCas9 нуклеиназы. С помощью этих инструментов Cas9 могут быть направлены в любой последовательности ДНК, разработав sgRNAs этой целевой области интереса. В дополнение к Sp производным Cas9, есть дополнительные варианты для Cas9 с различными функциями в зависимости от конкретного приложения. К примеру есть варианты Cas9 с более высокой специфичности для редактирования на цель или потенциала сингл нить расщепления ДНК, уменьшение поперечного сечения6,7. Кроме того каталитически неактивных Cas9 недавно была разработана для регуляцию8. Теперь ученые использовали ТРИФОСФАТЫ/Cas9 системы для различных приложений, таких как ген knockin и нокаут для изучения биологических функций и генов9, функция потерь и усиления функции библиотеки экраны10 Разработка модели организмов11.
В этом протоколе мы сочетаем методологии ТРИФОСФАТЫ/Cas9 с Пробирной Сотовый трансформации Ба/F3 чтобы понять биологические функции CALR перегласовок. BA/F3 клеток являются мышиных Ил-3 зависимых гемопоэтических клеток линии, которая может быть оказана Ил-3 независимых выражение определенных онкогенов как BCR-ABL12. Для того чтобы понять ли мутантов calreticulin может превратить Ba/F3 клеток цитокина независимого роста, мы ориентированы Эксон 9 эндогенного Calr локус, используя ТРИФОСФАТЫ/Cas9 представить indel мутации и затем удалились Ил-3 от клетки, чтобы применить положительный выбор давление, с целью изложив получить из функция CALR мутации в MPN пациентов. Протокол включает в себя дизайн, клонирование и доставки sgRNAs, развитие стабильных Cas9 выражая клеток и скрининга для ТРИФОСФАТЫ на цель гена редактирования. Этот протокол может применяться для различных генов и различных цитокинов зависимых клеток линии интерес и является особенно ценным в области моделирования и изучение биологической функции генов, участвующих в рак.
1. sgRNA дизайн с использованием онлайн инструменты13
2. клонирование sgRNA Oligos13
3. пищеварение lentiGuide-Puro вектор13
4. Перевязка ofAnnealed Oligos в переваривается позвоночника-13
5. поколения клетки lLines стабильно выражая SpCas9
Примечание: Этот протокол включает поставку плазмида pLX_TRC311-Cas9, лентивирусные инфекции. Этот Протокол описан в деталях для мышиных интерлейкина-3 (mIL-3) зависимых pro-B (Ba/F3) клеток, клеток линии подвеска и могут быть адаптированы для других типов клеток, используя предпочитаемый культуры условий для каждого типа клеток. Питательной среды для Ба/F3 клеток состоит из RPMI дополнена плода бычьим сывороточным 10%, 1% пенициллина/стрептомицина/L-глютамина и 10 нг/мл мышиных Интерлейкин 3.
6. репортер Assay для Cas9 деятельности15
7. Spinfection sgRNAs в Cas9 выразить клетки
8. Ba/F3 Сотовый трансформации и позитивного выбора с помощью m-уровня IL3 вывода
Примечание: Этот assay описан для зависимых ячеек Ba/F3 mIL-3, но может быть применен к любой линии цитокина зависимые ячейки.
9. Скрининг для редактирования ТРИФОСФАТЫ на цель
С помощью метода, описанного здесь, Цель этого эксперимента является изучение функциональных последствий внедрения indel мутации на эндогенный Локус Calr на преобразование гемопоэтических клеток. ТРИФОСФАТЫ/Cas9 система используется в качестве инструмента для созда?...
Здесь мы продемонстрировать использование ТРИФОСФАТЫ/Cas9 гена редактирования для изучения биологической функции CALR перегласовок в гемопоэтических клеток. Успех этого протокола сильно зависит от нескольких факторов. Во-первых важно знать, какие виды мутации могут быть ответствен...
У нас нет конфликтов интересов, связанных к настоящему докладу.
Эта работа была поддержана NIH (R01HL131835), премии клинический исследователь Damon Раньон и Старр рака консорциума.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
BsmBI | New England Biolabs | R0580L | |
Blasticidin | Sigma Aldrich | 15025 | |
Puromycin | Life Technologies | A1113803 | |
Stbl3 cells | Life Technologies | C737303 | |
TransIT-LT1 | Thermo Fisher Scientific | MIR2300 | |
Opti-MEM | Life Technologies | 51985034 | |
RPMI | Thermo Fisher Scientific | MT10040CV | |
DMEM | Thermo Fisher Scientific | 10-017-CV | |
Fetal bovine serum (FBS) | Omega Scientific | FB-11 | |
Penicillin/streptomycin/L-glutamine | Life Technologies | 10378016 | |
mIL-3 | Peprotech | 213-13 | |
psPAX2 | Addgene | N/A | |
pCMV-VSV-G | Addgene | N/A | |
pLX_TRC311-Cas9 | Addgene | N/A | |
polybrene | Sigma Aldrich | H9268 | |
pXPR-011 | Addgene | N/A | |
Phosphate Buffered Saline (PBS) | Genessee Scientific | 25-507 | |
TAE buffer | Thermo Fisher Scientific | FERB49 | |
LentiGuide-Puro | Addgene | Plasmid #52963 | |
PNK | New England Biolabs | M0201S | |
T4 ligase | New England Biolabs | M0202S | |
PCR purification kit | Qiagen | 28104 | |
Miniprep kit | Qiagen | 27104 |
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