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방법 논문

CRISPR/Cas9를 사용 하 여 유전자 돌연변이 Calreticulin Cytokine 종속 조 혈 모 세포에서의 종양 활동을 조사 하기 위해 편집

12.5K 조회수

⸱

DOI:

10.3791/56726

⸱

2018년 1월 5일

 , 

이 논문에서

요약

타겟된 유전자 CRISPR/Cas9를 사용 하 여 편집 크게 유전자의 생물 학적 기능에 대 한 이해를 촉진 했다. 여기, 우리가 그들의 종양 활동을 공부 하기 위하여 모델 calreticulin 돌연변이 cytokine 종속 조 혈 모 세포에서에 CRISPR/Cas9 방법론을 활용 합니다.

초록

클러스터 된 정기적으로 interspaced 짧은 구조 반복 (CRISPR)는 CRISPR 관련 (Cas) 9 사이트별 진 핵 게놈에 대 한 같은 RNA 기반 nucleases 생성을 과학자 들에 의해 다른 용도로 원핵생물에서 적응 면역 시스템 편집. Cas9에 의해 게놈 엔지니어링 효율적으로 쉽고 튼튼하게 많은 biomedically 관련 된 포유류 세포와 유기 체에 내 생 유전자를 수정 하는 데 사용 됩니다. 여기 우리가 특정 유전자 변이의 생물 학적 기능을 이해 하는 CRISPR/Cas9 방법론을 활용 하는 방법의 예를 보여줍니다. 우리는 특정 지역에서 생 Calr 소재 시를 대상으로 한 가이드 RNAs (sgRNAs)의 전달에 의해 murine 인터 루 킨-3 (밀-3) 종속 프로 B (Ba/F3) 셀에 calreticulin (CALR) 돌연변이 모델 어디 삽입 또는 삭제 (indel ) CALR 돌연변이 myeloproliferative 신생 (MPN), 혈액 암의 일종을 가진 환자에서 발생. sgRNAs 비 동종 끝 결합 (NHEJ) 다양 한 크기의 indels를 주고 수리는 대상된 지역에 두 배 물가 틈 (DSBs)을 만듭니다. 우리 다음 조 혈 모 세포 변환에 Calr 돌연변이의 생리 적 수준 식이의 영향을 이해 하 표준 바/F3 세포 변환 분석 결과 사용 합니다. 이 방법은 다양 한 포유류 세포 라인에 그들의 생물학 기능을 공부 하기 다른 유전자에 적용할 수 있습니다.

서론

CRISPR/Cas9 기술 최근 살아있는 세포와 유기 체에서 편집 하는 타겟된 게놈 혁명 있다. 그것은 생물 의학 연구를 위한 매우 강력한 도구가 되고있다 고 현재1유전자 질환 치료에 대 한 잠재적인 애비뉴로 널리 사용 되 고 있다. 모든 게놈 편집 도구에 대 한 기초 수정할 genomic 소재 시에 nuclease 유도 DNA 두 배 좌초 휴식 (DSB)의 생성에 의존 합니다. DSBs 비 동종 끝-결합 (NHEJ) 또는 상 동 감독 수리 (HDR)2,3에 의해 수리 수 있습니다. Cas9 nuclease 엔지니어링 nucleases 아연 손가락 nucleases (ZFNs) 같은 다른 게놈에 녹음 방송 활성 제 같은 이펙터 nucleases (TALENs)의 장점은 RNA에 대 한 그것의 의존 대상 비교 원하는 DNA 시퀀스를 nuclease에 대 한 에 ZFNs 및 TALENs2,3에 단백질 DNA 상호 작용.

Prokaryotic 세포4

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프로토콜

1. sgRNA 디자인을 사용 하 여 온라인 도구13

  1. 자유롭게 사용 가능한 온라인 도구를 사용 하 여 관심사의 유전자를 대상으로 하는 sgRNAs 디자인.
    1. 복사 및 광범위 한 연구소 sgRNA 디자이너 웹 도구에 관심사의 유전자의 NCBI 참고 순서를 붙여 넣습니다: (http://portals.broadinstitute.org/gpp/public/analysis-tools/sgrna-design).
      참고:이 도구 exons 내의 분열 사이트 sgRNA 시퀀스를 식별 하 고 하지만 여전히 intron/엑손 경계를 확장 하는 exon 내 쪼개 다.
    2. 다운로드 및 오픈 텍스트 출력 파일에서 excel.
    3. SgRNA 시퀀스 및 sgRNA 컨텍스트 시퀀스를 채워집니다 열에 초점. SgRNA 시퀀스에 protospacer 인접 한 모티브 (PAM) 포함 되어 있지 않습니다 하지만 컨텍스트 시퀀스 할 note.
    4. Note에 대상 효능 점수 예측된 분열 효율성 점수 1의 점수 높은 절단 효율성을 나타냅니다 1-0의 규모에 나열.
    5. '정렬' 기능 효능 점수 또는 '대상 컷 %' 칼럼을 통해 대상의 유전자 내의 위치 목표를....

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결과

여기에 설명 된 메서드를 사용 하 여,이 실험의 목표 소개 하는 조 혈 세포 변환에 생 Calr 소재 시에 indel 돌연변이의 기능 효과 공부 하는입니다. CRISPR/Cas9 시스템 바/f 3 셀에 내 인 성 Calr 돌연변이 만드는 도구로 사용 됩니다. 두 개의 sgRNAs 어디 삽입/삭제 (indel) 돌연변이 또는 일반적으로에서 발생 CALR지역에서 엑손 9 Calr (그림 1)의 대상으로 선정 됐다-돌연변이 MPN 환자17,18. 첫 번째 sgRNA (m1)의 높은 절단 효율성과 유리한 대상에서 점수에 따라 선정 되었다 (표 1). 두 번째 sgRNA (m2) 주로 엑손 9 내의 그것의 위치에 대 한 선정 됐다.......

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토론

여기 우리 공부 조 혈 모 세포에서 CALR 돌연변이의 생물학 기능을 편집 하는 CRISPR/Cas9 유전자의 사용을 보여 줍니다. 이 프로토콜의 성공은 매우 여러 요인에 따라 달라 집니다. 첫째, 그것은 어떤 종류의 돌연변이 원하는 표현 형에 대 한 책임 수 있습니다 아는 것이 중요입니다. 이 프로토콜에서 판독 밀 3 독립 학사/f 3 셀의 변화 이며 돌연변이의 유형은 indels CALR의 엑손 9에. 그러나, 원하는 돌연변이 단 하나 기본적인 쌍 대체 하는 경우에, 다음 HDR 중재 수리는 선호 하는 방법 때문에 정확한 포인트 변이 또는 삽입 단일 가닥 또는 두 가닥 DNA 기증자 템플릿2, 에서 발생할 수 있습니다. 3.을 바란다면 녹아웃, 유전자 다음 초기 코딩 exons를 대상으로 대규모 게놈 삭제의 창조는20을 선호 하는 것.

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공개 사항

우리는이 보고서와 관련 된 충돌의 관심 있다.

감사의 글

이 작품은 NIH (R01HL131835), Damon Runyon 임상 조사 상 및 스타 암 협회에 의해 지원 되었다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
BsmBINew England BiolabsR0580L
BlasticidinSigma Aldrich15025
PuromycinLife TechnologiesA1113803
Stbl3 세포Life Technologies C737303
TransIT-LT1Thermo Fisher ScientificMIR2300
Opti-MEMLife Technologies
51985034 RPMIThermo Fisher ScientificMT10040CV
DMEMThermo Fisher Scientific10-017-CV
소 태아 혈청(FBS)Omega ScientificFB-11
페니실린/스트렙토마이신/L-글루타민생명 과학10378016
mIL-3Peprotech213-13
psPAX2AddgeneN/A
pCMV-VSV-GAddgeneN/A
pLX_TRC311-Cas9AddgeneN/A
폴리브레인Sigma AldrichH9268
pXPR-011AddgeneN/A
Phosphate Buffered Saline (PBS)Genessee Scientific25-507
TAE bufferThermo Fisher ScientificFERB49
LentiGuide-PuroAddgenePlasmid #52963
PNKNew England BiolabsM0201S
T4 리가제New England BiolabsM0202S
PCR 정제 키트Qiagen28104
Miniprep kitQiagen27104

참고문헌

  1. DeWitt, M. A., et al. Selection-free genome editing of the sickle mutation in human adult hematopoietic stem/progenitor cells. Sci Trans Med. 8, 360(2016).
  2. Sander, J. D., Joung, J. K. CRISPR-Cas systems for editing, regulating and tar....

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