建立人类疾病的非人灵长类动物模型对于开发治疗策略尤其是神经退行性疾病的治疗策略非常重要。普通狨猴作为一种新的实验动物模型引起了人们的关注,许多转基因狨猴都是通过慢病毒载体介导的转基因产生的。然而,慢病毒载体在转基因应用中的长度限制为 8 kb 以下。因此,本研究旨在优化 piggyBac 转座子介导的基因转移方法,其中将长度超过 8 kb 的转基因注射到狨猴胚胎的卵周隙中,然后进行电穿孔。我们构建了一个携带阿尔茨海默病基因的长 piggyBac 载体。使用小鼠胚胎检查了 piggyBac 转基因载体与 piggyBac 转座酶 mRNA 的最佳重量比。在注射 1000 ng 转基因和转座酶 mRNA 的胚胎中,70.7% 的胚胎干细胞确认转基因整合到基因组中。在这些条件下,将长转基因引入狨猴胚胎。转基因引入处理后,所有胚胎均存活,70% 的狨猴胚胎中检测到了转基因。本研究开发的转座子介导的基因转移方法可应用于非人类灵长类动物以及大型动物的遗传修饰。
靶标下切割和标记 (CUT&Tag) 是一种突破性的表观基因组图谱策略,它以之前的免疫束缚技术 CUT&RUN 和 ChIC 1-6 为基础。在 CUTANA ™ CUT&Tag 中,细胞核被固定在固体支持物上,抗体原位结合其染色质靶标。蛋白 A 和 G 与原核转座酶 5 (pAG-Tn5) 的融合用于选择性切割和标记抗体结合的染色质,并带有测序接头 (图 1)。使用 EpiCypher 独有的单管 (“直接 PCR”) 方法直接对标记片段进行 PCR 扩增,得到可测序的 DNA 6,7。
随着合成生物学的努力变得更加雄心勃勃,活细胞中预定义功能的工程需要越来越准确的工具。此外,遗传构建体的表型性能的表征需要细致的测量和广泛的数据获取,以实现进食数学模型和沿设计构建测试生命周期的匹配预测。在这里,我们开发了一种遗传工具,可以简化高通量转座子插入测序(TNSEQ):携带HIMAR1 Mariner Transposase System的PBLAM1-X质粒载体。这些质粒源自Mini-TN5转座子矢量PBAMD1-2,并按照标准欧洲矢量体系结构(SEVA)格式的模块化标准构建。为了展示它们的功能,我们分析了60个土壤假单胞菌putida kt2440克隆的测序结果。新的PBLAM1-X工具已经包含在最新的SEVA数据库版本中,在这里我们使用实验室自动化工作流程描述其性能。
平台,我们首先利用 Cas-CLOVER 开发了一种敲除谷氨酰胺合成酶 (GS) 基因的新型悬浮 CHO K1 细胞系。广泛使用的 GS 敲除策略允许在用于 GS 拯救的相同质粒构建体上引入目的基因时对其进行扩增。大约 35% 的 GS 敲除候选细胞的两个等位基因都被 Cas-CLOVER 灭活。在建立稳定的 GS 敲除 CHO 细胞系后,我们开始针对利妥昔单抗 2(一种研究充分的 IgG1)进行抗体生产,作为测试案例。使用 piggyBac® 转座酶系统稳定整合了编码具有 GS 标记的利妥昔单抗重链和轻链的构建体。Solentim VIPS
2.0是最快的图书馆准备化学。使用Seqwell的高性能TNX转座酶(专门针对NGS库制备设计),它对样品输入的自动归一化,片段输入DNA成适合Illumina测序仪的尺寸,并在单步中使用Sembers Input dna进行适用于Illumina序列的尺寸,并用组合型二异形指示剂将DNA标记。测序导致数百至数千个样本的统一读数统计数据。ExpressPlex 2.0通过为测序项目提供强大的多重功能来补充Beckman Coulter Echo 525。它旨在最大化吞吐量和数据产量,并允许研究人员同时处理数千个样本。这种可伸缩性对于合成生物学的大规模努力至关重要,在合成生物学方面,对并行多个样品进行测序的能力可以显着加速发现。
This protocol describes the surgical procedure for co-electroporation of two plasmids targeting neu- ral stem cells (NSCs) in the lateral ventricle of mouse postnatal day 2 (P2) pups: a nonintegrating plasmid encoding for the piggyBase transposase and Cas9 and an integrating piggyBac vector car- rying the oncogenes, CRISPR guide RNAs and a TDTOMATO荧光报告蛋白通过倒末端重复序列(ITRS)倾斜(图1)。在电穿孔后,瞬时CAS9表达会导致肿瘤抑制基因失活,而PiggyBase介导的PIG-GYBAC货物的整合确保了靶向NSC及其后代中的癌基因和流动性记者的稳定表达。的整合是由PiggyBase转疗的酶促活性介导的,该转移的酶活性通过切割和粘贴机制在受体细胞基因组中的TTAA位点识别并将其与它们的内容一起插入。NSC的靶向是通过最小的人GFAP(HGFAPMIN)启动子序列1-3驾驶PiggyBase/cas9的驱动表达来实现的。
嵌合抗原受体(CAR)T细胞疗法改变了恶性肿瘤免疫疗法的景观,从根本上改变了传统的癌症治疗策略。然而,对T细胞转染的病毒载体的依赖构成了局限性,从而阻碍了这种有希望的治疗方法的更广泛应用。使用非病毒载体用于CAR-T细胞制备,在下一代疗法中已成为一种更通用和可持续的替代方法。转座元素(TES)是1940年代芭芭拉·麦克林托克(Barbara McClintock)在玉米中首先发现的(1)(1)的移动DNA序列,这些序列是由由反向末端重复序列(ITRS)和转座酶组成的基因片段组成的。该酶有助于转座子从其原始DNA位点切除,并将其整合到新的基因组位置。可以将其分为逆转座子,并切成两个主要类别的转座机制(2)。剪切的转座子需要对两种ITR的转座酶识别,以从其源中切除DNA转座子并将其整合到其他地方(3)。这种固有的插入DNA的能力使剪切的转座可以用于基因组操纵的强大工具(4-7)。
随着合成生物学研究的规模越来越大,在活细胞中设计预定义功能需要越来越精确的工具。此外,遗传构建体表型性能的表征需要细致的测量和广泛的数据采集,以便在设计-构建-测试生命周期中为数学模型提供信息并匹配预测。在这里,我们开发了一种简化高通量转座子插入测序 (TnSeq) 的遗传工具:携带 Himar1 Mariner 转座酶系统的 pBLAM1-x 质粒载体。这些质粒源自 mini-Tn5 转座子载体 pBAMD1- 2,并按照标准欧洲载体结构 (SEVA) 格式的模块化标准构建。为了展示它们的功能,我们分析了 60 个土壤细菌 Pseudomonas putida KT2440 克隆的测序结果。新的 pBLAM1-x 工具已经包含在最新的 SEVA 数据库版本中,我们在这里使用实验室自动化工作流程描述了它的性能。
CRISPR / CAS系统广泛用于基因组编辑。然而,强大的和有针对性的DNA段插入仍然是一个挑战。在这里,我们提出了一个融合核酸酶(CAS9-N57),以通过融合的DNA结合结构域增强位点DNA的整合,以使DNA片段将DNA段带到Cas9 / Sgrna络合物。插入是单向和特定的,并且长度长达12 kb的DNA片段已成功整合。作为对系统的测试,CAS9-N57在人类T细胞中插入CD19特异性嵌合抗基因受体(CD19卡)盒(CD19-CAR)盒中的AAVS1基因座,并通过同时发生的肌肉凝聚和肌肉凝聚在小鼠中,并诱导肌内胆管癌的位置,并促进了inscogen2的inscogen gecogenion inscogenion inscogenion inscogenion ogenition,破坏TRP53和PTEN。更重要的是,基于ASCPF1(ASCAS12A)和CJCAS9的Nuclease-N57融合蛋白表现出相似的活性。这些发现表明,CRISPR-核酸酶-N57蛋白融合是靶向DNA插入的强大工具,并且对基因治疗应用非常有用。
CRISPR-Cas(成簇的规律间隔的短回文重复序列 - CRISPR 相关核酸酶)防御系统已多次自然地用于指导 RNA 定向转座。在所有情况下,转座子 Tn7 相关的各种元件都参与了转座。Tn7 严格控制转座;只有当专用靶位选择蛋白识别特殊靶标时,转座酶才会被激活。Tn7 和与 CRISPR-Cas 系统合作的 Tn7 样元件进化出了互补的靶向途径:一条途径识别染色体中高度保守的位点,另一条途径靶向能够进行细胞间转移的移动质粒。Tn7 和 Tn7 样元件将单一整合传递到它们识别的位点,并控制整合事件的方向,为未来用作可编程基因整合工具提供了潜力。早期研究表明,引导 RNA 介导的转座系统可以适应不同的宿主,甚至在微生物群落内,这表明将这些系统设计为强大的基因编辑工具具有巨大的潜力。
