几十年来,自然发生的生物发光现象一直吸引着人们,如今,这种现象正被开发为医学研究和临床前成像的有力工具。荧光素酶在遇到底物时会发光,从而使其活性可以被可视化和动态跟踪。通过将荧光素酶基因插入基因组中的特定位点,可以设计报告基因来监测其原生环境中的基因表达,并检测体内的表观遗传变化。内源性生物发光报告基因可提供高灵敏度的定量基因表达读数,既非常适合纵向研究,也可用于高通量药物筛选。在本文中,我们概述了生物发光报告基因在表观遗传学研究中的一些应用和好处,特别关注揭示治疗遗传和表观遗传疾病的新治疗选择。
推荐引用推荐引用fadhil,al-shumoos,“工程THP-1细胞使纵向报告基因成像能够评估脱皮的脂肪组织水凝胶作为人单核细胞的递送平台”(2024)。电子论文和论文存储库。10645。https://ir.lib.uwo.ca/etd/10645
图1。比例计量CRISPR-CAS12A系统。基于双通道FRET的CRISPR-CAS12A记者系统的示意图。电流(顶部)报告基因系统依赖于荧光团 - 猝灭记者,该记者包括黑暗(非辐射)淬火以防止发射和单个通道读数来检测裂解的报告基因。提出的读取系统而不是使用可见光的淬火。虽然报告荧光团保持与猝灭剂的结合,但报告基因系统形成一个fret对,并在可见的淬灭的发射波长中发出光。在CAS12A裂解时,报告荧光团发射通道中的信号增加,而淬火发射通道中的信号降低。因此,被分析的信号是报告荧光团发射通道与减少淬灭发射通道的比率。
大规模并行报告基因检测 (MPRA) 是一种高通量方法,用于评估数千个候选顺式调控元件 (CRE) 的体外活性。在这些检测中,候选序列被克隆到由独特 DNA 序列标记的报告基因的上游或下游。然而,标签序列本身可能会影响报告基因的表达,并导致测量的顺式调控活性出现重大潜在偏差。在这里,我们提出了一种基于序列的方法来校正标签序列特异性效应,并表明我们的方法可以显著减少这种变异源并提高 MPRA 对功能性调控变体的识别。我们还表明我们的模型可以捕获与 mRNA 转录后调控相关的序列特征。因此,这种新方法不仅有助于提高 MPRA 实验中对调控信号的检测,而且还有助于设计更好的 MPRA 协议。
• 瞬时或稳定表达 • 在 HEK 和 CHO 细胞中表达(miCHO TM GS、CHO-K1、CHO-S、ExpiCHO 和 HDBIOP3) • 使用 Leap-In 平台进行稳定表达 • 使用 Leap-In 稳定载体实现卓越的整合效率 • 从不同的启动子表达 • 荧光报告基因、翻译偶联报告基因和定位信号融合的选择 • 慢病毒载体 • 用于基因编辑的 Cas9 载体和用于 gRNA 设计的工具 • 提供 miCHO TM GS 和 miFuc TM 细胞系 • 提供稳定表达的细胞系开发服务 • 提供瞬时和稳定表达蛋白质的蛋白质表达服务
发育生物学旨在了解单个细胞(受精卵)生成高度组织化的有机体的复杂调控过程。揭示这些过程本质的最有效方法是实时跟踪单个细胞和细胞谱系。成像设备、荧光标签和计算工具的最新进展使得对细胞和胚胎进行长期多色成像成为可能。然而,实现哺乳动物胚胎的实时成像仍面临一个重大挑战——生成携带报告基因的胚胎,以重现标记基因的内源性表达模式。基因组编辑技术的最新发展在实现高效生成报告小鼠模型方面发挥了重要作用。这篇简短的评论讨论了高效生成敲入报告小鼠的技术的最新发展以及这些模型在实时成像开发中的应用。随着这些发展,我们开始实现长期寻求的实时分析哺乳动物发育的前景。
生物学 产生基因工程改造的原核和真核细胞,以响应电离辐射表达生物发光报告基因。制定实验方案,通过实时监测生物发光发射来评估太空条件对细胞的影响。
基因调控是多细胞生物的重要过程,但识别功能性调控序列和机制可能具有挑战性。在秀丽隐杆线虫中,正向遗传学可以识别破坏生理过程的内源性突变(“等位基因”),从而以无偏见的方式定义功能序列(Brenner 1974;Trent、Wood 和 Horvitz 1988;Desai 等人 1988;Barton、Schedl 和 Kimble 1987)。基于 CRISPR 的基因组编辑可用于测试内源序列的功能和生理作用(Dickinson 和 Goldstein 2016;Vicencio 和 Cerón 2021)。报告基因检测中对非编码 DNA 进行系统性测试(例如“报告基因抨击”)可以识别功能序列,但不能直接检查生理功能(Aamodt、Chung 和 McGhee 1991;Didiano 和 Hobert 2006;Boulin、Etchberger 和 Hobert 2006;Nance 和 Frøkjær-Jensen 2019)。
光遗传学领域促进了光学神经接口的发展,将光传送到大脑中[1–6],神经活动的基因编码荧光指示剂(GEI)的出现使得特定细胞类型化学化合物的监测成为可能,包括Ca 2 + [7–9]和几种神经递质,包括谷氨酸[10–13],γ -氨基丁酸(GABA),[14]血清素,[15]多巴胺,[16,17]乙酰胆碱[18]和去甲肾上腺素[19]。这些报告基因在揭示神经递质动力学、突触分辨率[20,21]和神经探针装置方面取得了相当大的成功。[22–25]然而,使用外源性报告基因仍然是一种间接的研究生物系统的方式,这增加了额外的复杂性,甚至改变了系统的天然状态。 [26,27] 因此,神经科学领域将从无标记方法光学探测神经递质动力学中受益匪浅。[28,29]
Alu 是高拷贝数散在重复序列,在灵长类和人类进化过程中积累在基因附近。它们是现代人类结构变异的普遍来源。Alu 插入对基因表达的影响尚不明确,但有些影响与表达数量性状位点 (eQTL) 有关。在这里,我们直接测试多态性 Alu 插入与相同单倍型上的其他变体分离的调控作用。为了筛选具有此类影响的插入变体,我们使用了异位荧光素酶报告基因检测并评估了 110 种 Alu 插入变体,其中 40 多种可能在疾病风险中发挥作用。我们观察到了一系列效应,其中有显著的异常值会上调或下调荧光素酶活性。使用一系列报告基因构建体(包括 Alu 周围的基因组背景),我们可以区分 Alu 破坏另一个调节器的情况和 Alu 引入新调节序列的情况。接下来,我们重点研究了与乳腺癌相关的三个多态性 Alu 基因座,这些基因座在报告基因检测中表现出显著的影响。我们使用 CRISPR 修改内源序列,建立 Alu 基因型不同的细胞系。我们的研究结果表明,Alu 基因型可以改变与癌症风险有关的基因的表达,包括 PTHLH 、 RANBP9 和 MYC 。这些数据表明,常见的多态性 Alu 元素可以改变转录水平并可能导致疾病风险。