منهاج متجه لينتيفيرال الكفاءة في تقديم أدوات تحرير ابيجينومي إلى الإنسان الناجمة عن نماذج المرض المستمدة من الخلايا الجذعية Pluripotent
Summary
واستهدفت epigenome الحمض النووي يمثل تحرير نهج علاجية قوية. يصف هذا البروتوكول إنتاج وتنقية، وتركيز ناقلات لينتيفيرال الكل في واحد إيواء التحوير كريسبر-dCas9-DNMT3A لتطبيقات تحرير ابيجينومي في الخلايا الجذعية البشرية المستحثة pluripotent (هيبسك)-المستمدة من الخلايا العصبية.
Abstract
ويمثل استخدام الخلايا المشتقة من هيبسك نهجاً قيماً لدراسة أمراض الأعصاب البشرية. وهنا، يمكننا وصف بروتوكولا أمثل للتفريق بين هيبسكس المستمدة من مريض مع تريبليكاتيون موضع الجينات (سنكا) ألفا سينوكلين في مرض باركنسون (PD)-السكان العصبية تتميز ذات الصلة. تتراكم الأدلة أظهرت أن مستويات عالية من سنكا المسببة لتطوير النادي واعترافاً بالحاجة غير المستوفاة إنشاء نهج علاجية جديدة لشعبة المشتريات، وبخاصة تلك التي تستهدف تنظيم التعبير سنكا ، ونحن وضعت مؤخرا كريسبر/dCas9 الحمض النووي-مثلايشن-نظام يستند ابيجينيتيكالي تعدل النسخ سنكا بإثراء مستويات مثلايشن في المنطقة التنظيمية إنترون 1 سنكا . لتسليم النظام، تتألف من القتلى الإصدار (المعطلة) من Cas9 (dCas9) تنصهر مع المجال الحفاز من 3A الإنزيم ميثيلترانسفيراسي الحمض النووي (DNMT3A)، يستخدم ناقل لينتيفيرال. هذا النظام يطبق على الخلايا التي تحتوي تريبليكيشن محور سنكا ويقلل من سنكا-مرناً ومستويات البروتين بحوالي 30% من خلال مثلايشن الحمض النووي المستهدف من سنكا إنترون 1. Downregulation صقل مستويات سنكا تنقذ تعمل الخلوية المتعلقة بالمرض. في البروتوكول الحالي، ونحن نهدف إلى وصف إجراء خطوة بخطوة للتفرقة بين هيبسكس في الخلايا العصبية السلف (الشخصيات)، وإنشاء والتحقق من صحة من فحوصات بيروسيكوينسينج لتقييم الشخصية مثلايشن في سنكا إنترون 1. لإنشاء مخطط تفصيلي بمزيد من التفصيل في منظومة lentivirus-كريسبر/dCas9 المستخدمة في هذه التجارب، يصف هذا البروتوكول كيفية إنتاج وتنقية وتركيز ناقلات لينتيفيرال وتسليط الضوء على ملاءمتها لاستخدام تطبيقات تحرير ابيجينومي والجينوم هيبسكس والشخصيات. البروتوكول قابل للتكيف بسهولة ويمكن استخدامها لإنتاج لينتيفيروسيس عيار عالية لتطبيقات في المختبر والمجراه.
Introduction
تم وضع منصات متعددة تحرير epigenome مؤخرا لاستهداف أي تسلسل الحمض النووي في المناطق التي تتحكم في الجينات التعبير1،2. صممت أدوات تحرير epigenome الذي تم إنشاؤه ل (ط) تنظيم النسخ و (ثانيا) تغيير التعديلات هيستون بوستترانسلاشونال، (ثالثا) تعديل مثلايشن الحمض النووي و (رابعا) تعدل التفاعلات العنصر التنظيمي. النهج لربط معدلات النسخ/الكروماتين إلى Cas9 (ميتا) المعطلة (dCas9) التي أثيرت من قبل منصات التحرير epigenome المتقدمة، مثل الزنك الإصبع البروتينات (زفبس) والنسخ الشبيهة بالمنشط المستجيبة (حكايات)، إيواء مجال المستجيب النسخي قوية تنصهر (ED) إلى مجال الحمض النووي ملزم المصممة (DBD)3. ويعرف نتائج النمط الظاهري المطلوب مثل التنشيط أو القمع الجزيء المستجيب ترتكز المكاني الذاتية (الشكل 1). لإنشاء وسائل تفعيل الترانسكربتي القابلة للبرمجة، ترتبط وحدات dCas9/جرنا VP164،،من56 (الشكل 1A)، مجال تنشيط فيروسية المجندين “بول الثاني” وآلات النسخ العام. وشمل تعديل هذا النظام VP64، تيترامير VP16 المجالات، توفير إطار حتى أكثر قوة تفعيل5،معدل6. وقد استخدمت بنجاح النظام لتنشيط مناطق الترميز وفضله باستهداف العناصر التنظيمية والمروجين. الأهم من ذلك، على الرغم من أن الجزيئات VP64 مباشرة لا تقم بتعديل هيكل الكروماتين في المنطقة المستهدفة، من المجندين المعدلات الكروماتين الذي ربط النتائج في ترسب علامات النشطة (يوتشروماتين)، بما في ذلك ك acetylation H3/H4 و H3-K4 دي/ مثلايشن ثلاثي5،6. بالإضافة إلى VP64، وقد تم المربوطة الوحيدات p65 المجمع NF-κB البشرية إلى الوحدة النمطية dCas9/جرنة7. من المثير للاهتمام، يؤدي الربط هذه المستجيبة لمناطق المنبع لمواقع بدء النسخ (تحديد) وداخلها المروجين تحريض جينات قوية. ومع ذلك، يمكن أيضا ممارسة المستجيبة VP64 و p65 آثار أكتيفاتوري حين ارتباطها بالمناطق الواقعة أسفل النهر لتحديد وفي معززات القاصي7،8. للحصول على رد النسخي أكثر قوة، اندماج dCas9-VP64 أو dCas9-p65 متعددة بحاجة إلى تجنيد لهدف واحد موضع9،10. على هذا النحو، أدت التطورات الأخيرة في تفعيل الجيل القادم، التي تقوم بتجنيد العديد من المجالات المستجيب بمجمع جرنة dCas9 واحد، مثل سونتاج، أقوى تنشيط القدرة مقارنة ب نظرائهم الانصهار dCas9-VP6411 , 12-تم الحصول على تنشيط النسخي محسنة من خلال الدمج بين VP64، p65، و “هيئة الطرق والمواصلات” (VPR)، مجال transactivation من أشعة غاما-هيربيسفيروسيس، إلى ج-المحطة dCas913 (الشكل 1A). وقد وضعت نظم كريسبر/dCas9 مماثلة للقمع محددة الهدف (الشكل 1B).
يمكن تحقيق القمع الجينات الذاتية مع اندماج قامع هندسيا من خلال مجموعة متنوعة من الآليات (الشكل 1B). وقد ثبت أن نظم كريسبر/dCas9، مرتبطة قامع دبد (حتى بدون مجال المستجيب/s)، يمكن إسكات كفاءة التعبير الجيني في حين المربوطة إلى مروج أو المنبع/المتلقين للمعلومات-خدمات الدعم التقني مناطق3،6 ،14. آثار على النسخ بسبب تدخل الفراغية النسخ عامل ربط وتجهيز بوليميريز الحمض النووي الريبي. على الرغم من ذلك، يلزم اتباع نهج أكثر شمولاً، كما القمع الجينات بعائق الفراغية وحدها في كثير من الأحيان لا تكفي لإسكات صوت قوي. تطوير الجيل القادم من كواتم الصوت الأخيرة استناداً إلى نظم كريسبر/dCas9 تقل معدلات هيستون قامع النسخي المجالات (تردس)، (دي H3-K9-/مثلايشن ثلاثي، H3-K27 دي–/ثلاثي-مثلايشن؛ H3-K36 دي–/ثلاثي-مثلايشن، ديسيتيلاتيون H3/H4)، والحمض النووي (البد) مثلايشن أدت إلى بناء أدوات جينية السماح أكثر قوة إسكات آثار4،5،،من1516، 17،18،،من1920. وقد ثبت أن توظيف هذه المعدلات جينية للحمض النووي قد يؤدي إلى تشكيل أكثر الكروماتين المغلقة والمكثفة، التي عادة ما تولد من أقوى إسكات نتائج21،22. هو المجال الأكثر شيوعاً إسكات المستخدمة مع دبدس4،مربع المرتبطة كربل (KRAB)5. وقد ثبت توظيف عامل لتتوافق مع التغييرات الكروماتين؛ ومع ذلك، آليات هذه التعديلات بعد أن أوضحت16،،من1718. في الآونة الأخيرة، فقد ثبت أن إضفاء الطابع المحلي على KRAB للحمض النووي يمكن أن تعزز الجمعية methyltransferase هيستون SETDB1 والمجمعات نورد هيستون ديسيتيليشن (هداك)، مما يوحي بإمكانية أن هذه التفاعلات التوسط من أجل تشكيل التكثيف الكروماتين وإسكات النسخي3،13. كنهج بديل، يمكن أن تنصهر فيها المجالات المستجيب دبدس لخلق بروتين إسكات جينية مخصصة. مباشرة يحفز هذا النظام القمعي علامات الحمض النووي أو تعديلات هيستون.
في الآونة الأخيرة، قد تم أغراض أخرى استخدام نظم كريسبر/dCas9 الاصطناعية المربوطة للانزيم DNMT3A للتعطيل النسخي. DNMT3A يحفز مثلايشن الحمض النووي التي تمارس القمع النسخي في جميع أرجاء تشكيل heterochromatin على مروجي الجينات الذاتية والأخرى18،المناطق التنظيمية (الشكل 1B)20. وكانت ماكدونالد et al.18 وفويتا et al.20 الكتاب الأول التقرير أن مثلايشن الحمض النووي يمكن أن تستخدم لإسكات الجينات epigenome أو القمع، مما يدل على أن النظام الانصهار تسليم بلازميد dCas9-DNMT3A يمكن أن يعزز حقاً مثلايشن السيتوزين حول خدمات الدعم التقني من18،20. ماكدونالد وزملاء العمل أظهرت أن توظيف الاستراتيجية قد يؤدي انخفاض كبير (حوالي 40%) في جين ورم القامع، مستويات مرناً CDKN2A 18. وبالمثل، يظهر استهداف منطقة المروج أونميثيلاتيد الجينات باخ أو IL6ST مثلايشن البد المتزايدة التي قد تم يرتبط بانخفاض مزدوج في التعبير الجيني20. لدينا مختبر قد مؤخرا إعادة توجيه الغرض منه استخدام مثلايشن الحمض النووي لتخفيف النتائج المرضية من سنكا أوفيريكسبريشن (الشكل 2)23. ترتكز الاستراتيجية على تعزيز انتقائية في مثلايشن الحمض النووي داخل منطقة إنترون 1 سنكا ، كما أفيد سابقا أن يكون هيبوميثيلاتيد في شعبة المشتريات والخرف مع ليفي الهيئات (دلب) العقول24،25، 26. ارتبط هذا هيبوميثيليشن overexpression سنكا ، وهكذا تقدم هدفا جذاباً للتدخل العلاجي24،،من2728. نحن مؤخرا قد أظهرت انخفاض مستوى الحمض النووي مثلايشن في إنترون سنكا 1 المنطقة في الشخصيات تتميز المستمدة من هيبسك التي تم الحصول عليها من مريض PD مع تريبليكيشن سنكا 23. وميزة هذا النموذج التجريبي هو أن الشخصيات يمكن نشر قوة في الثقافة أو زيادة متباينة في الخلايا العصبية الناضجة، مما يتيح فحص كفاءة تحديد العوامل الوراثية التي تتوسط تعمل الخلوية، بما في ذلك عنصر مؤكسد الإجهاد والمبرمج29. وعلاوة على ذلك، يتيح هذا النظام النموذجي العلماء تلخيص الأحداث التنموية التي حدثت قبل ظهور الأعراض في المرضى. وبالإضافة إلى ذلك، تمثل الشخصيات المستمدة من هيبسك أداة عظيمة لاختبار مسارات الخلوية والجزيئية المرتبطة بالتعبير الجيني. الأهم من ذلك، الشخصيات المستمدة من هيبسك جنبا إلى جنب مع الدولة من أحدث التكنولوجيا كريسبر/Cas9-ابيجينومي يمكن أن يسهل وضع “المخدرات الجيل القادم” للعديد من أمراض الأعصاب.
لتقليل مستويات مرضية للتعبير سنكا، وضعنا مؤخرا نظام قائم على لينتيفيروس تحمل البروتين الانصهار dCas9-DNMT3A، وجرنة بالتحديد الهدف البد مثلايشن داخل إنترون سنكا 1 (الشكل 2A)23. وسيصف هذا البروتوكول متجه لينتيفيرال (LV) التصميم والإنتاج بالتفصيل. LVs تمثل وسيلة فعالة لتوصيل المكونات كريسبر/dCas9 لعدة أسباب، إلا وهي إدراج (ط) قدرتها على تحمل الحمض النووي الضخمة، (الثاني) كفاءة عالية لمجموعة واسعة نطاق من الخلايا، بما في ذلك الخلايا الفاصل سواء نونديفيدينج30 ترانسدوسينج ، (ثالثا) وقدرتها على حمل ردود السامة للخلايا ومكسبه الحد الأدنى. في الآونة الأخيرة، ونحن تطبيق النظام LV تتميز هيبسك المستمدة من الخلايا العصبية من مريض مع تريبليكيشن محور سنكا وأظهر إمكانات LVs العلاجية لتقديم ابيجينومي–تحرير أدوات مثلايشن23 ( الشكل 2B). في الواقع، يؤدي نظام LV-جرنة/dCas9-DNMT3A زيادة كبيرة في مثلايشن الحمض النووي في منطقة إنترون 1 سنكا . يقابل هذه الزيادة مع انخفاض مستويات سنكا مرناً والبروتين23. وعلاوة على ذلك، تنقذ downregulation سنكا المتعلقة بالمشتريات تعمل في سنكا تريبليكيشن/هيبسك-مشتقة تتميز الخلايا العصبية (مثل المتقدرية روس إنتاج الخلية من الناحيتين)23. الأهم من ذلك، أثبتنا أن التخفيض في التعبير سنكا بالنظام LV-جرنة-dCas9-DMNT3A قادر على عكس تعمل التي هي سمة مميزة للخلايا العصبية تتميز هيبسك المستمدة من مريض PD قاموا سنكا تريبليكيشن، مثل روس المتقدرية الإنتاج وخلية بقاء23. والهدف من هذا البروتوكول هو 1) لتحديد البروتوكول للإنتاج وتركيز منصة LV الأمثل لتوليد الأعمال التحضيرية الفيروسية تيتيريد عالية و 2) لوصف التفريق بين هيبسكس إلى الشخصيات منقوشة لتصبح ناضجة تتميز 31،الخلايا العصبية32 وتوصيف مستويات مثلايشن المنطقة المستهدفة داخل سنكا إنترون 1.
منصات لينتيفيرال لها ميزة كبيرة على منصة ناقلات الأكثر شعبية، إلا وهي المرتبطة بالغدد ناقلات (آفس)، الذي هو في السابق القدرة على استيعاب أكبر إدراج الوراثية33،34. آفس يمكن أن تتولد في غلات أعلى بكثير ولكن تملك قدرة تغليف منخفضة (< 4.8 كيلو بايت)، المساس باستخدامها لإيصال نظم كريسبر/Cas9 الكل في واحد. وهكذا، يبدو أن LVs المنصة الاختيار في التطبيقات المشتركة في تقديم أدوات كريسبر/dCas9. ولذلك، سوف يكون البروتوكول الواردة هنا أداة قيمة للباحثين ورغبة منها في فعالية تسليم المكونات ابيجينومي–تحرير الخلايا والأجهزة. ويحدد البروتوكول كذلك الاستراتيجية الرامية إلى زيادة قدرات الإنتاج والتعبير لناقلات المرض عن طريق تعديل في رابطة الدول المستقلة من العناصر داخل ناقلات التعبير كاسيت30،35. وتقوم الاستراتيجية على الرواية النظام المتقدمة ودراستها في المختبر لدينا ويسلط الضوء على قدرته على إنتاج الجزيئات الفيروسية في نطاق/mL الوحدات الفيروسية (فو)10 1030،35.
Protocol
Representative Results
Discussion
LVs قد بدأت في الظهور كالوسيلة للاختيار لتحرير ابيجينومي، لا سيما في سياق الأمراض الوراثية، ويرجع ذلك أساسا إلى قدرتها على (ط) استيعاب حمولات كبيرة من الحمض النووي و (ii) ترانسدوسي كفاءة مجموعة واسعة من تقسيم والخلايا نونديفيدينج. فعالية العبوة الكبيرة LVs مفيد بوجه خاص للتطبيقات التي تنطوي ع?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم تمويل هذا العمل جزئيا بجائزة التنمية الأعصاب خان (لقائد) والوطنية معاهد للصحة الوطنية المعهد من الاضطرابات العصبية والسكتة الدماغية (المعاهد الوطنية للصحة/NINDS) (NS085011 R01 إلى قائد).
Materials
| Equipment | |||
| Optima XPN-80 Ultracentrifuge | Beckman Coulter | A99839 | |
| 0.22 μM filter unit, 1L | Corning | 430513 | |
| 0.45-μm filter unit, 500mL | Corning | 430773 | |
| 100mm TC-Treated Culture Dish | Corning | 430167 | |
| 15 mL conical centrifuge tubes | Corning | 430791 | |
| 150 mm TC-Treated Cell Culture dishes with 20 mm Grid | Corning | 353025 | |
| 50mL conical centrifuge tubes | Corning | 430291 | |
| 6-well plates | Corning | 3516 | |
| Aggrewell 800 | StemCell Technologies | 34811 | |
| Allegra 25R tabletop centrifuge | Beckman Coulter | 369434 | |
| BD FACS | Becton Dickinson | 338960 | |
| Conical bottom ultracentrifugation tubes | Seton Scientific | 5067 | |
| Conical tube adapters | Seton Scientific | PN 4230 | |
| Eppendorf Cell Imaging Slides | Eppendorf | 30742060 | |
| High-binding 96-well plates | Corning | 3366 | |
| Inverted fluorescence microscope | Leica | DM IRB2 | |
| QIAprep Spin Miniprep Kit (50) | Qiagen | 27104 | |
| Reversible Strainer | StemCell Technologies | 27215 | |
| SW32Ti rotor | Beckman Coulter | 369650 | |
| VWR® Disposable Serological Pipets, Glass, Nonpyrogenic | VWR | 93000-694 | |
| VWR® Vacuum Filtration Systems | VWR | 89220-694 | |
| xMark™ Microplate Absorbance plate reader | Bio-Rad | 1681150 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Cell culture reagents | |||
| Human embryonic kidney 293T (HEK 293T) cells | ATCC | CRL-3216 | |
| Accutase | StemCell Technologies | 7920 | |
| Anti-Adherence Rinsing Solution | StemCell Technologies | 7010 | |
| Anti-FOXA2 Antibody | Abcam | Ab60721 | |
| Anti-Nestin Antibody | Abcam | Ab18102 | |
| Antibiotic-antimycotic solution, 100X | Sigma Aldrich | A5955-100ML | |
| B-27 Supplement (50X), minus vitamin A | Thermo Fisher Scientific | 12587010 | |
| BES | Sigma Aldrich | B9879 – BES | |
| Bovine Albumin Fraction V (7.5% solution) | Thermo Fisher Scientific | 15260037 | |
| CHIR99021 | StemCell Technologies | 72052 | |
| Corning Matrigel hESC-Qualified Matrix | Corning | 08-774-552 | |
| Cosmic Calf Serum | Hyclone | SH30087.04 | |
| DMEM-F12 | Lonza | 12-719 | |
| DMEM, high glucose media | Gibco | 11965 | |
| DNeasy Blood & Tissue Kit | Qiagen | 69504 | |
| EpiTect PCR Control DNA Set | Qiagen | 596945 | |
| EZ DNA Methylation Kit | Zymo Research | D5001 | |
| Gelatin | Sigma Aldrich | G1800-100G | |
| Gentamicin | Thermo Fisher Scientific | 15750078 | |
| Gentle Cell Dissociation Reagent | stemCell Technologies | 7174 | |
| GlutaMAX | Thermo Fisher Scientific | 35050061 | |
| Human Recombinant bFGF | StemCell Technologies | 78003 | |
| Human Recombinant EGF | StemCell Technologies | 78006 | |
| Human Recombinant Shh (C24II) | StemCell Technologies | 78065 | |
| MEM Non-Essential Amino Acids Solution (100X) | Thermo Fisher Scientific | 11140050 | |
| mTeSR1 | StemCell Technologies | 85850 | |
| N-2 Supplement (100X) | Thermo Fisher Scientific | 17502001 | |
| Neurobasal Medium | Thermo Fisher Scientific | 21103049 | |
| Non-Essential Amino Acid (NEAA) | Hyclone | SH30087.04 | |
| PyroMark PCR Kit | Qiagen | 978703 | |
| RPMI 1640 media | Thermo Fisher Scientific | 11875-085 | |
| SB431542 | StemCell Technologies | 72232 | |
| Sodium pyruvate | Sigma Aldrich | S8636-100ML | |
| STEMdiff Neural Induction Medium | StemCell Technologies | 5835 | |
| STEMdiff Neural Progenitor Freezing Medium | StemCell Technologies | 5838 | |
| TaqMan Assay FOXA2 | Thermo Fisher Scientific | Hs00232764 | |
| TaqMan Assay GAPDH | Thermo Fisher Scientific | Hs99999905 | |
| TaqMan Assay Nestin | Thermo Fisher Scientific | Hs04187831 | |
| TaqMan Assay OCT4 | Thermo Fisher Scientific | Hs04260367 | |
| TaqMan Assay PPIA | Thermo Fisher Scientific | Hs99999904 | |
| Trypsin-EDTA 0.05% | Gibco | 25300054 | |
| Y27632 | StemCell Technologies | 72302 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| p24 ELISA reagents | |||
| Monoclonal anti-p24 antibody | NIH AIDS Research and Reference Reagent Program | 3537 | |
| Goat anti-rabbit horseradish peroxidase IgG | Sigma Aldrich | 12-348 | Working concentration 1:1500 |
| Goat serum, Sterile, 10mL | Sigma | G9023 | Working concentration 1:1000 |
| HIV-1 standards | NIH AIDS Research and Reference Reagent Program | SP968F | |
| Normal mouse serum, Sterile, 500mL | Equitech-Bio | SM30-0500 | |
| Polyclonal rabbit anti-p24 antibody | NIH AIDS Research and Reference Reagent Program | SP451T | |
| TMB peroxidase substrate | KPL | 5120-0076 | Working concentration 1:10,000 |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Plasmids | |||
| pMD2.G | Addgene | 12253 | |
| pRSV-Rev | Addgene | 52961 | |
| psPAX2 | Addgene | 12259 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Restriction enzymes | |||
| BsmBI | New England Biolabs | R0580S | |
| BsrGI | New England Biolabs | R0575S | |
| EcoRV | New England Biolabs | R0195S | |
| KpnI | New England Biolabs | R0142S | |
| PacI | New England Biolabs | R0547S | |
| SphI | New England Biolabs | R0182S |
References
- Hsu, P. D., Lander, E. S., Zhang, F. Development and applications of CRISPR-Cas9 for genome engineering. Cell. 157 (6), 1262-1278 (2014).
- Gaj, T., Gersbach, C. A., Barbas, C. F. ZFN, TALEN, and CRISPR/Cas-based methods for genome engineering. Trends in Biotechnology. 31 (7), 397-405 (2013).
- Thakore, P. I., Black, J. B., Hilton, I. B., Gersbach, C. A. Editing the epigenome: technologies for programmable transcription and epigenetic modulation. Nature Methods. 13 (2), 127-137 (2016).
- Gilbert, L. A., et al. CRISPR-mediated modular RNA-guided regulation of transcription in eukaryotes. Cell. 154 (2), 442-451 (2013).
- Gilbert, L. A., et al. Genome-Scale CRISPR-Mediated Control of Gene Repression and Activation. Cell. 159 (3), 647-661 (2014).
- Perez-Pinera, P., et al. RNA-guided gene activation by CRISPR-Cas9-based transcription factors. Nature Methods. 10 (10), 973-976 (2013).
- Chavez, A., et al. Highly efficient Cas9-mediated transcriptional programming. Nature Methods. 12 (4), 326-328 (2015).
- Horlbeck, M. A., et al. Nucleosomes impede Cas9 access to DNA in vivo and in vitro. eLife. 5, (2016).
- Chavez, A., et al. Comparison of Cas9 activators in multiple species. Nature Methods. 13 (7), 563-567 (2016).
- Zhou, H., et al. In vivo simultaneous transcriptional activation of multiple genes in the brain using CRISPR-dCas9-activator transgenic mice. Nature Neuroscience. 21 (3), 440-446 (2018).
- Tanenbaum, M. E., Gilbert, L. A., Qi, L. S., Weissman, J. S., Vale, R. D. A protein-tagging system for signal amplification in gene expression and fluorescence imaging. Cell. 159 (3), 635-646 (2014).
- Konermann, S., et al. Genome-scale transcriptional activation by an engineered CRISPR-Cas9 complex. Nature. 517 (7536), 583-588 (2015).
- Holtzman, L., Gersbach, C. A. Editing the Epigenome: Reshaping the Genomic Landscape. Annual Review of Genomics and Human Genetics. , (2018).
- Perez-Pinera, P., et al. Synergistic and tunable human gene activation by combinations of synthetic transcription factors. Nature Methods. 10 (3), 239-242 (2013).
- Thakore, P. I., et al. Highly specific epigenome editing by CRISPR-Cas9 repressors for silencing of distal regulatory elements. Nature Methods. 12 (12), 1143-1149 (2015).
- Amabile, A., et al. Inheritable Silencing of Endogenous Genes by Hit-and-Run Targeted Epigenetic Editing. Cell. 167 (1), 219-232 (2016).
- Liu, X. S., et al. Editing DNA Methylation in the Mammalian Genome. Cell. 167 (1), 233-247 (2016).
- McDonald, J. I., et al. Reprogrammable CRISPR/Cas9-based system for inducing site-specific DNA methylation. Biology Open. 5 (6), 866-874 (2016).
- Huang, Y. H., et al. DNA epigenome editing using CRISPR-Cas SunTag-directed DNMT3A. Genome Biology. 18 (1), 176 (2017).
- Vojta, A., et al. Repurposing the CRISPR-Cas9 system for targeted DNA methylation. Nucleic Acids Research. 44 (12), 5615-5628 (2016).
- Razin, A., Kantor, B. DNA methylation in epigenetic control of gene expression. Progress in Molecular and Subcellular Biology. 38, 151-167 (2005).
- Kantor, B., Ma, H., Webster-Cyriaque, J., Monahan, P. E., Kafri, T. Epigenetic activation of unintegrated HIV-1 genomes by gut-associated short chain fatty acids and its implications for HIV infection. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (44), 18786-18791 (2009).
- Kantor, B., et al. Downregulation of SNCA Expression by Targeted Editing of DNA Methylation: A Potential Strategy for Precision Therapy in PD. Molecular Therapy. , (2018).
- Jowaed, A., Schmitt, I., Kaut, O., Wullner, U. Methylation regulates alpha-synuclein expression and is decreased in Parkinson’s disease patients’ brains. Journal of Neuroscience. 30 (18), 6355-6359 (2010).
- Wang, Y., et al. A DNA methyltransferase inhibitor, 5-aza-2′-deoxycytidine, exacerbates neurotoxicity and upregulates Parkinson’s disease-related genes in dopaminergic neurons. CNS Neuroscience & Therapeutics. 19 (3), 183-190 (2013).
- Matsumoto, L., et al. CpG demethylation enhances alpha-synuclein expression and affects the pathogenesis of Parkinson’s disease. PLOS One. 5 (11), e15522 (2010).
- Desplats, P., et al. Alpha-synuclein sequesters Dnmt1 from the nucleus: a novel mechanism for epigenetic alterations in Lewy body diseases. Journal of Biological Chemistry. 286 (11), 9031-9037 (2011).
- Ai, S. X., et al. Hypomethylation of SNCA in blood of patients with sporadic Parkinson’s disease. Journal of the Neurological Sciences. 337 (1-2), 123-128 (2014).
- Tagliafierro, L., Chiba-Falek, O. Up-regulation of SNCA gene expression: implications to synucleinopathies. Neurogenetics. 17 (3), 145-157 (2016).
- Ortinski, P. I., O’Donovan, B., Dong, X., Kantor, B. Integrase-Deficient Lentiviral Vector as an All-in-One Platform for Highly Efficient CRISPR/Cas9-Mediated Gene Editing. Molecular Therapy – Methods & Clinical Development. 5, 153-164 (2017).
- Tagliafierro, L., et al. Genetic analysis of alpha-synuclein 3′ untranslated region and its corresponding microRNAs in relation to Parkinson’s disease compared to dementia with Lewy bodies. Alzheimer’s & Dementia. 13 (11), 1237-1250 (2017).
- Tagliafierro, L., Zamora, M. E., Chiba-Falek, O. Multiplication of the SNCA locus exacerbates neuronal nuclear aging. Human Molecular Genetics. , (2018).
- Kantor, B., McCown, T., Leone, P., Gray, S. J. Clinical applications involving CNS gene transfer. Advances in Genetics. 87, 71-124 (2014).
- Kantor, B., Bailey, R. M., Wimberly, K., Kalburgi, S. N., Gray, S. J. Methods for gene transfer to the central nervous system. Advances in Genetics. 87, 125-197 (2014).
- Vijayraghavan, S., Kantor, B. A Protocol for the Production of Integrase-deficient Lentiviral Vectors for CRISPR/Cas9-mediated Gene Knockout in Dividing Cells. Journal of Visualized Experiments. (130), e56915 (2017).
- Bayer, M., et al. A large U3 deletion causes increased in vivo expression from a nonintegrating lentiviral vector. Molecular Therapy. 16 (12), 1968-1976 (2008).
- Bassil, C. F., Huang, Z., Murphy, S. K. Bisulfite pyrosequencing. Methods in Molecular Biology. 1049, 95-107 (2013).
- Truong, D. J., et al. Development of an intein-mediated split-Cas9 system for gene therapy. Nucleic Acids Research. 43 (13), 6450-6458 (2015).
- Nishimasu, H., et al. Crystal Structure of Staphylococcus aureus Cas9. Cell. 162 (5), 1113-1126 (2015).
- Ran, F. A., et al. In vivo genome editing using Staphylococcus aureus Cas9. Nature. 520 (7546), 186-191 (2015).
- Van Lint, C., Ghysdael, J., Paras, P., Burny, A., Verdin, E. A transcriptional regulatory element is associated with a nuclease-hypersensitive site in the pol gene of human immunodeficiency virus type 1. Journal of Virology. 68 (4), 2632-2648 (1994).
- Van Lint, C., et al. Transcription factor binding sites downstream of the human immunodeficiency virus type 1 transcription start site are important for virus infectivity. Journal of Virology. 71 (8), 6113-6127 (1997).
- Goffin, V., et al. Transcription factor binding sites in the pol gene intragenic regulatory region of HIV-1 are important for virus infectivity. Nucleic Acids Research. 33 (13), 4285-4310 (2005).
- Kim, Y. S., et al. Artificial zinc finger fusions targeting Sp1-binding sites and the trans-activator-responsive element potently repress transcription and replication of HIV-1. Journal of Biological Chemistry. 280 (22), 21545-21552 (2005).
- Kantor, B., et al. Notable reduction in illegitimate integration mediated by a PPT-deleted, nonintegrating lentiviral vector. Molecular Therapy. 19 (3), 547-556 (2011).
