轮换项目名称 使用 100 万个可诱导 DNA 条形码进行原位谱系追踪实验室主任 (PI) 姓名 Jamie Blundell 第二位指导老师(如适用) N/A 项目早期检测指导老师电子邮件 jrb75@cam.ac.uk 实验室位置 哈奇森 MRC 研究中心项目概要目的和目标维持血液、皮肤、肠道和其他组织的干细胞处于不断更新的状态,从而积累基因改变,其中一些导致克隆扩增和癌症 [1]。理解这一点需要能够测量组织维持期间发生的群体动态。在此,我们建议构建一个原位谱系追踪工具,该工具可以诱导生成数百万个 DNA 条形码组合,从而允许人们使用下一代测序以精确度并行追踪数百万个细胞谱系。与以前的半定量方法 [2] 不同,这项技术将能够定量追踪与体内组织维持相关的克隆动态,并深入了解如何实现体内平衡以及它在癌症早期阶段如何崩溃。我们之前在酿酒酵母中的工作已经证明,基于 cre-lox 系统的位点特异性 DNA 条形码和谱系动态的定量追踪可用于深入了解突变如何在大量细胞群体中产生、扩展和竞争 [3]。我们与长期合作伙伴 Sasha Levy 进一步开发了这项技术,现在可以原位生成条形码多样性,而无需转化质粒文库。这项改进的技术将利用 3 个串联 loxP“着陆垫”,每个“着陆垫”(在 Cre 诱导后)可以不可逆地整合存储在基因组其他地方的三个独立串联阵列中的约 100 个独特条形码序列中的一个。对于这个 MRes 轮换项目,我们计划扩大这项技术的规模,以在酵母中稳健地生成 100 万个独特的条形码组合。这将证明该技术能够以单细胞精度追踪体内细胞谱系,从而为干细胞生物学和癌症发病中的主要未解问题提供参考。实验计划 学生将首先构建由 loxP 位点分隔的约 100 个条形码组成的长串联阵列构建体,并使用标准同源重组将此构建体整合到已包含 cre-lox 着陆垫的酵母菌株的基因组中。然后,学生将研究此构建体可诱导的条形码多样性如何取决于串联阵列的诱导条件和基因组位置。优化后,学生将整合另外两个串联阵列,并尝试实现超过 100 万个独特条形码的多样性,将使用定制设计的 2 步 PCR 协议进行仔细量化,该协议使用唯一分子标识符 (UMI) 来标记单个 DNA 分子。
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