摘要 之前,我们描述了大量果蝇菌株,每个菌株都携带一个人工外显子,其中包含一个基于 CRISPR 介导的同源重组插入目标基因内含子中的 T2AGAL4 盒。这些等位基因可用于多种应用,并且已被证明非常有用。最初,基于同源重组的供体构建体具有较长的同源臂(>500 bps),以促进大型构建体(>5 kb)的精确整合。最近,我们表明,供体构建体的体内线性化使得能够使用短同源臂(100-200 bps)将大型人工外显子插入内含子中。较短的同源臂使得商业合成同源供体成为可能,并最大限度地减少了供体构建体生成的克隆步骤。不幸的是,大约 58% 的果蝇基因缺乏适合所有注释异构体中人工外显子的编码内含子整合。在这里,我们报告了新构建体的开发,这些构建体允许用 KozakGAL4 盒替换缺乏合适内含子的基因的编码区,从而产生与目标基因类似地表达 GAL4 的敲除/敲入等位基因。我们还开发了定制载体骨架,以进一步促进和改善转基因。在包含目标基因 sgRNA 的定制质粒骨架中合成同源供体构建体,无需注射单独的 sgRNA 质粒,并显著提高了转基因效率。这些升级将使几乎所有果蝇基因都能靶向,无论外显子-内含子结构如何,成功率为 70-80%。
DNA拓扑异构酶IIα(TOP2α /170)是增殖细胞必不可少的酶。为了说话繁殖恶性肿瘤,这使Top2α /170成为依托泊苷和其他临床活性抗癌药物的重要靶标。这些药物的功效通常受到与TOP2α /170表达水平的改变有关的情况的限制。我们的实验室最近显示出TOP2α /170的水平降低,并且由于内含子的聚腺苷酸化(IPA;内含子19)在获得的可获得的依托托糖苷抗性K562 k562 k562 clonal细胞系中,C末端截短的90 kDa同工型TOP2α /90降低了TOP2α /90。我们先前报道说,这种同工型用TOP2α /170异构二聚体是对依托泊苷的耐药性的决定因素。通过基因编辑恢复的TOP2α /170水平,在耐药K /VP.5细胞中优化耐药的K /VP.5细胞中的剪接位点,TOP2α /90表达降低,并降低了耐药性。通过CRISPR /CAS9对父母K562细胞中的外显子19 /内含子进行沉默,并通过同源指导修复(HDR)进行沉默,从而迫使内含子19保留,从而诱导抵抗力,从而诱导抵抗力,从而破坏正常的RNA处理(即进一步评估90 nir and 2 and 2 and 2 and 2)同工型作为抗性决定因素。通过定量聚合酶链反应(QPCR)鉴定基因编辑的克隆,并通过Sanger测序验证。RNA-SEQ和QPCR研究表明,内含子19保留导致TOP2α编辑的mRNA转录物的降解导致TOP2α /170的表达降低。TOP2α / 170 mRNA /蛋白质表达水平在TOP2α基因编辑的克隆中衰减,这会导致对依托泊苷的耐药性,如依托泊苷诱导的DNA损伤(γH2AX,彗星测定)和生长抑制所评估。在基因编辑的K562细胞中TOP2α /90的强制表达进一步降低了依托泊苷诱导的DNA损伤,以支持该截短的同工型的主要负面作用。共同支持TOP2α /170和Top2α /90作为对TOP2α-靶向剂的灵敏度 /耐药性的重要作用。
致癌融合驱动因子在血液癌症中很常见,因此是未来基于 CRISPR-Cas9 的治疗策略的相关靶点。然而,患者断点位置的变化对传统的断点靶向 CRISPR-Cas9 介导的破坏策略构成了挑战。在这里,我们提出了一种新的双内含子靶向 CRISPR-Cas9 治疗策略,用于靶向 5-10% 的新生急性髓系白血病 (AML) 中发现的 t(8;21),该策略可有效破坏融合基因,而无需事先确定断点位置。与非 t(8;21) AML 对照相比,在 RUNX1-RUNX1T1 双内含子靶向破坏后,AML t(8;21) Kasumi-1 细胞的体外生长率和增殖率分别降低了 69% 和 94%。此外,与对照组相比,注射了 RUNX1-RUNX1T1 破坏的 Kasumi-1 细胞的小鼠体内肿瘤生长减少了 69% 和 91%。这些发现证明了 RUNX1-RUNX1T1 破坏的可行性,在从被诊断为 AML t(8;21) 的患者身上分离的原代细胞中得到了证实。总之,我们证明了 AML t(8;21) 中双内含子靶向 CRISPR-Cas9 治疗策略的原理验证,而无需精确了解断点位置。
基因组学分类,原核基因组的结构和组织。细菌基因的转录调节剂。细菌基因组中的可转座遗传元素。细菌操纵子和操纵片化的演变。岛屿和致病性和抗性的片段。真核基因组的结构和组织。重复和转座元素及其对基因组的影响。染色体中的端粒和亚电体区域。CpG甲基化和基因沉默。 酵母 - 两种杂交系统。 cDNA微阵列。 线粒体基因组的进化和结构。 基因组测序:整个shot弹枪基因组测序。 测序技术:Sanger毛细血管测序,Roche 454(焦磷酸测序),Illumina/Solexa,固体系统。 测序技术的优缺点。 Maxam-Gilbert测序。 ORF和启动子预测。 内含子和外显子预测。 基因注释。 主要基因组数据库。CpG甲基化和基因沉默。酵母 - 两种杂交系统。cDNA微阵列。线粒体基因组的进化和结构。基因组测序:整个shot弹枪基因组测序。测序技术:Sanger毛细血管测序,Roche 454(焦磷酸测序),Illumina/Solexa,固体系统。测序技术的优缺点。Maxam-Gilbert测序。ORF和启动子预测。 内含子和外显子预测。 基因注释。 主要基因组数据库。ORF和启动子预测。内含子和外显子预测。基因注释。主要基因组数据库。
图 1 | 葡聚糖水二激酶 (GWD) 1 — gRNA 靶区的结构和完整等位基因序列。上图为外显子(方框)和包含碳水化合物结合模块 (CBM) 的区域的整体基因结构。左图:外显子 1 和内含子的核苷酸序列。右图:外显子 24 和 25,包括内含子。外显子以大写字母表示,并标明氨基酸序列。SPUD 数据库中包含的品种的小核苷酸多态性 (SNP) 以红色标记,Saturna 中发现的 SNP 以下划线表示。灰色箭头表示 gRNA(gA、gB、gC、gD、gE、gI、gJ、gK、gL 和 gM),其中 PAM 位点以粗体标记。红色箭头表示诊断性 IDAA PCR 引物。 “ CFATC ” 区域含有半胱氨酸,据推测该区域参与二硫键间或二硫键内形成,因此推测参与 GWD 活性的氧化还原状态调节,该区域以粗体标记。活性位点组氨酸残基也以粗体标记。
2.1.4。 核苷或核设备也称为染色体(图4),它在细胞质中扩散,由单个双链DNA分子组成,由于酶的作用和与组蛋白样蛋白相似,类似于Eauky蛋白的eukyotic ote eukaryotity ote eukaryotic ote eukaryotity,因此,圆形,超卷并形成多个环。 完全展开的核苷长约1.4mm,而原核细胞的大小从0.Lμm到L0µM,具体取决于物种。 与真核细胞基因不同,原始基因没有内含子(某些古细胞基因除外)。2.1.4。核苷或核设备也称为染色体(图4),它在细胞质中扩散,由单个双链DNA分子组成,由于酶的作用和与组蛋白样蛋白相似,类似于Eauky蛋白的eukyotic ote eukaryotity ote eukaryotic ote eukaryotity,因此,圆形,超卷并形成多个环。完全展开的核苷长约1.4mm,而原核细胞的大小从0.Lμm到L0µM,具体取决于物种。原始基因没有内含子(某些古细胞基因除外)。
蛋白质。我们在此报告了通过同源定向修复在患者造血干细胞/祖细胞 (HSPC) 中进行基因校正,使用 CRISPR/Cas9 将腺相关病毒供体的 CYBB 外显子 1-13 或 2-13 cDNA 靶向插入内源性 CYBB 外显子 1 或外显子 2 位点。外显子 1-13 cDNA 的靶向插入不会恢复生理 gp91 phox 水平,这与 CYBB 表达对内含子 1 的要求一致。然而,外显子 2-13 cDNA 的插入完全恢复了吞噬细胞分化时 gp91 phox 和 ROS 的产生。添加土拨鼠肝炎病毒转录后调控元件不会进一步增强外显子 2-13 校正细胞中的 gp91 phox 表达,表明保留内含子 1 足以实现最佳 CYBB 表达。使用 i53 mRNA 暂时抑制非同源末端连接,靶向校正增加了约 1.5 倍。在 NSG 小鼠中植入后,校正后的 HSPC 产生了吞噬细胞,并恢复了 gp91 phox 和 ROS 的产生。我们的研究结果证明了
Index_drug Codrug rs ID CHR p 值 MAF 最接近的基因变体 ann. A mag.氢氧化物 N 吗啡 rs117944645 8 2,98E-08 0,010 LRRCC1 intronic A 泮托拉唑 A 甲氧氯普胺 rs147504573 10 1,09E-08 0,019 KCNMA1 intronic A 泮托拉唑 C 呋塞米 rs116091351 1 1,23E-08 0,017 TMEM81 intronic A 泮托拉唑 J 环丙沙星 rs117452099 6 2,40E-08 0,019 THBS2 基因间 A 乳果糖 A 匹可硫酸钠 rs12736144 1 1,48E-08 0,034 AJAP1 intronic A 乳果糖 C 呋塞米 rs1871838 8 5,43E-08 0,056 DLC1 基因间 A 硫胺素 J 甲硝唑 rs114942430 5 2,85E-08 0,053 CDH6 基因间 A 硫胺素 N 氯氮卓 rs186107005 12 4,75E-08 0,015 ALG10 基因间 A 钾 chl. A 镁 rs56255127 11 2,06E-08 0,135 NTM 内含子 A 钾 chl. C 呋塞米 rs146985296 6 3,85E-08 0,015 MCM3 基因间 A 钾 chl. J 环丙沙星 rs116132368 4 1,50E-08 0,013 UGT2A3 基因间 A 钾 chl. J 甲硝唑 rs4757645 11 4,85E-08 0,622 LDHA 基因间 A 钾 chl. J 甲硝唑 rs79970770 9 1,10E-08 0,016 ASTN2 内含子 A 钾 chl. N 氯氮卓 rs573836037 16 1,09E-08 0,014 HNRNPA1L3 基因间 B 华法林 C 呋塞米 NA 6 8,19E-09 0,017 NA 基因间 B 替扎肝素 A 钾 chl. rs2511771 11 7,29E-09 0,661 NTM 基因间 B 氯吡格雷 B 乙酰柳.酸 rs149039924 12 1,04E-08 0,011 CEP83 intronic B 氯吡格雷 C 美托洛尔 rs312802 17 5,27E-09 0,149 SEPTIN9 intronic B 氯吡格雷 C 辛伐他汀 rs28636409 4 2,20E-08 0,014 THEGL intronic B 乙酰水杨酸 C 美托洛尔 rs77925157 16 1,72E-08 0,011 GOT2 基因间 B 乙酰水杨酸 C 美托洛尔 rs758010917 19 3,85E-08 0,059 ZNF331 intronic C 地高辛 A 钾氯。 rs145706366 5 4,13E-08 0,022 CDH18 内含子 C 胺碘酮 A 泮托拉唑 rs146704861 8 1,38E-08 0,011 MFHAS1 基因间 C 胺碘酮 A 泮托拉唑 rs370304464 9 4,01E-08 0,159 TLE4 基因间 C 胺碘酮 B 乙酰水杨酸 rs185619351 1 5,36E-08 0,012 IGSF3 内含子
突变发现的抽象当前临床方法基于外显子和侧翼剪接位点的简短序列读取(100-300 bp)。短阅读测序对于检测单核苷酸变体,小插入和简单的拷贝数差异非常准确,但用于识别复杂插入和缺失以及其他结构重排的使用有限。我们使用CRISPR-CAS9从乳腺癌患者的淋巴细胞细胞中切除完整的BRCA1和BRCA2基因组区域,然后用长读数(> 10 000 bp)对这些区域进行测序,以完全表征所有非编码区域的结构变化。在受基因面板和外显子组测序中受到早发双侧乳腺癌的严重影响,并以阴性(正常)结果影响的家庭中,我们确定了一个内含子的正弦vntr-alu逆转录子插入插入,导致BRCA1消息中伪exon的构成并引入了置换。CRISPR – CAS9切除和长阅读测序的这种组合揭示了一类复杂,有害和其他隐性突变,这些突变可能在肿瘤抑制基因中特别频繁,并带有内含子重复序列。