注意:确保将 Cas9 蛋白作为反应中的最后一种材料添加。如果进行了敲除编辑,则无需添加 HDRT。表中 Cas9 与 sgRNA 的比例为 1:3。强烈建议对每个设计进行 Cas9:sgRNA 比例以及 Cas9 蛋白和 HDRT 的量进行实验优化。GenScript 建议通过测试 1:1 和 1:4 之间的 RNP 比例开始优化。ssDNA 或 dsDNA 的量可以分别最初设置在 1 μ g - 4 μ g 或 0.2 μ g - 1 μ g 之间(对于 0.5 kb 和 4 kb 之间的 HDRT;如果 HDRT 长度超出此范围,则需要相应调整试剂量)。最好为第一次实验设置阴性对照、阳性对照和转染对照。
图2 PCAS-GUIDE-AAVS1和PAAVS1-RFP-DNR的矢量图。pCAS指向AAVS1是哺乳动物细胞中SGRNA和Cas9共表达的多合一载体。SGRNA的表达是由强大的组成型Pol III启动子U6启动子驱动的。而CMV启动子则驱动CAS9酶的表达。paAVS1-RFP-DNR在CMV启动子下的PGK启动子和RFP基因下表达紫霉素的抗性标记。5'和3'AAVS1同源臂(“ aavs-right”和“ aavs-left”)为单元提供了一个用于同源性修复的模板。
摘要。表达标记蛋白的稳定细胞系和动物模型是研究细胞和分子行为的重要工具。已经应用了几种分子生物学技术来建立表达标记蛋白的细胞系,并取得了不同程度的成功和效率。在这里,我们应用 CRISPR/Cas9 将标记蛋白敲入内源基因位点的 5'UTR。通过这种 5'UTR 靶向敲入策略,建立了表达 Arl13b-Venus、Reep6-HA 和 EGFP-alpha-tubulin 的稳定细胞系,在抗生素选择的细胞中效率高达 50% 至 80%。敲入蛋白的定位与野生型细胞中内源蛋白的定位相同,并表现出均质表达。此外,从内源启动子敲入的 EGFP-alpha-tubulin 的表达在长期培养中是稳定的。我们进一步证明荧光信号足以进行长时间延时成像。在整个延时成像过程中,荧光信号清晰可见,并显示出特定的亚细胞定位。总之,我们的策略表明 5'UTR 是生成细胞系的合适位点,用于在哺乳动物细胞中稳定表达来自内源位点的标记蛋白。
图 2:使用核转染提供的 Cas9-mRNA 核酸酶、合成 sgRNA 和 ssDNA 寡核苷酸修复模板对 iPSC 进行基因编辑不会对 iPSC 形态造成干扰,可用于对基因组进行微小改变。A) 核转染后 48 小时拍摄的相位图像。比例尺为 100 μm。BC) 分析 LMNA 基因座 (B) 和 MYH7 基因座 (C) 中具有指定所需编辑 (蓝色) 或不需要的 INDEL (灰色) 的总 NGS 测序读数百分比。
通过基因敲击将有用的特征引入牲畜育种计划已被证明具有挑战性。通常,在细胞系中进行了靶向插入,然后进行体细胞核转移克隆,这可能是效率低下的。一种替代方法是引入基因组编辑试剂和同源重组(HR)供体模板中的胚胎,以触发同源性定向修复(HDR)。然而,HR途径主要仅限于主动分裂细胞(S/G2相),其在合子中引入大型DNA序列的效率很低。同源介导的末端连接(HMEJ)方法已被证明可以提高非分散细胞的敲击效率,并在直接注射胚胎后利用HDR。将GRNA/CAS9核糖核蛋白复合蛋白复合物与传统的HR供体模板或牛zygotes中的HMEJ模板相结合时,将1.8 kb基因的敲门效率对比。与HR模板相比,HMEJ模板的基因敲入速率明显更高(37.0%和13.8%; P <0.05)。此外,超过三分之一的敲入胚胎(36.9%)是非摩萨剂。这种方法将促进牛基因组特定位置的基因构建体的一步引入,并有助于下一代精英牛。