稳定表达Cas9蛋白的SW620细胞株构建

摘要 目的：建立稳定表达Cas9蛋白的SW620人结肠癌细胞系的单克隆细胞株,提高基因编辑效率,为利用基于CRISPR/Cas9技术的高通量筛选结肠癌相关致病基因提供细胞工具。方法：用Cas9慢病毒侵染SW620细胞系,用致死剂量的puro筛选5-7天,通过有限稀释法获得单克隆细胞株。提取单克隆细胞基因组进行Sanger测序,筛选出含有Cas9基因序列的单克隆细胞株。利用基于SSA修复荧光素酶的报告系统检测单克隆细胞株中Cas9的编辑活性,并通过细胞增殖实验检测Cas9蛋白的表达是否影响细胞增殖。结果：获得了两个表达Cas9蛋白的SW620单克隆细胞株,并通过Sanger测序验证了Cas9序列;荧光素酶报告系统检测显示单克隆细胞株的Cas9蛋白有较高的编辑活性;细胞增殖实验显示Cas9蛋白的表达对SW620增殖活性影响不大。结论：本研究利用慢病毒感染的方式,构建了稳定表达Cas9蛋白的SW620单克隆细胞株,为后续大规模筛选与人结肠癌相关的基因突变提供了细胞工具。     

基于CRISPR/Cas9-SAM系统CHD5基因过表达慢病毒载体的构建及对膀胱癌T24细胞增殖,迁移和侵袭能力的影响 *

目的 利用CRISPR/Cas9-SAM系统构建CHD5基因过表达慢病毒载体,并分析其对膀胱癌细胞T24增殖,迁移和侵袭能力的影响.方法: 针对CHD5基因设计3个sgRNA(sgRNA-1,sgRNA-2,sgRNA-3),将sgRNA连入LV-sgRNA-MS2-P65-HSF1-Neo载体,经293T细胞包装后获得高滴度慢病毒颗粒.病毒以MOI=10感染膀胱癌细胞T24.RT-qPCR和Western blot分别检测感染病毒后T24细胞CHD5 mRNA和蛋白表达水平,CCK8实验,流式分析,划痕实验和Transwell实验检测CHD5过表达对T24细胞增殖,凋亡,迁移和侵袭能力的影响.结果: 成功构建CHD5过表达慢病毒载体.慢病毒感染T24细胞后,RT-qPCR和Western blot证实,T24细胞CHD5的mRNA和蛋白表达水平显著高于空白组和阴性对照组(P<0.05),并且sgRNA-3-MS2-P65-HSF1序列的作用最为显著.CCK8及流式分析结果显示,过表达CHD5抑制T24细胞增殖,促进凋亡,与对照组相比,均有统计学意义(P<0.001).划痕和Transwell实验结果表明,过表达CHD5可抑制T24细胞迁移和侵袭能力(P<0.01).结论: 成功构建CHD5过表达慢病毒.过表达CHD5能促进膀胱癌细胞T24凋亡,抑制其增殖,迁移和侵袭能力.     

利用CRISPR/Cas9技术建立敲除JAK2基因K562细胞系

目的:利用CRISPR/Cas9技术对K562细胞系JAK2基因进行编辑,构建JAK2基因敲除的K562细胞系。方法:使用CRISPR在线设计工具,针对JAK2基因设计sgRNA,构建Cas9-sgRNA共表达质粒。使用第二代慢病毒包装系统包装慢病毒并感染K562细胞,提取细胞基因组DNA,Sanger测序和TA克隆检测基因编辑活性。无限稀释法将编辑阳性的细胞接种于96孔板并扩培得到单克隆细胞株,提取基因组DNA,Sanger测序和TA克隆分析敲除JAK2单克隆细胞的基因型。结果:成功构建靶向敲除JAK2基因的lentiCRISPRv2-sgRNA3-1质粒。优化方案得到低细胞毒性高转染效率的感染K562细胞慢病毒量。CRISPR/Cas9系统成功在JAK2基因sgRNA3-1识别位点发挥基因组编辑活性,获得纯合敲除JAK2基因细胞株K562-JAK2~(-/-)(两个等位分别发生移码突变,预期编码没有功能的JAK2蛋白)。结论:CRIAPR/Cas9系统通过慢病毒感染方式获得JAK2基因纯合敲除的K562细胞株,该细胞模型可用于研究在慢性髓系白血病中JAK2基因的作用,为构建K562敲除其他基因细胞系提供实验依据,为探究造血分化机制的研究奠定实验基础。     

Locus-specific integration of extrachromosomal transgenes in C. elegans with the CRISPR/Cas9 system

We established a method to generate integration from extrachromosomal arrays with the CRISPR/Cas9 system. Multi-copy transgenes were integrated into the defined loci of chromosomes by this method, while a multi-copy transgene is integrated into random loci by previous methods, such as UV- and gamma-irradiation. The effects of a combination of sgRNAs, which define the cleavage sites in extrachromosomes and chromosomes, and the copy number of potential cleavable sequences were examined. The relative copy number of cleavable sequences in extrachromosomes affects the frequency of fertile F1 transgenic animals. The expression levels of the reporter gene were almost proportional to the copy numbers of the integrated sequences at the same integration site. The technique is applicable to the transgenic strains abundantly stored and shared among the C. elegans community, particularly when researchers use sgRNAs against common plasmid sequences such as β-lactamase.     

Mosaicism in CRISPR/Cas9-mediated genome editing

The CRISPR/Cas9 system is a rapid, simple, and often extremely efficient gene editing method. This method has been used in a variety of organisms and cell types over the past several years. However, using this technology for generating gene-edited animals involves a number of obstacles. One such obstacle is mosaicism, which is common in founder animals. This is especially the case when the CRISPR/Cas9 system is used in embryos. Here we review the pros and cons of mosaic mutations of gene-edited animals caused by using the CRISPR/Cas9 system in embryos. Furthermore, we will discuss the mechanisms underlying mosaic mutations resulting from the CRISPR/Cas9 system, as well as the possible strategies for reducing mosaicism. By developing ways to overcome mosaic mutations when using CRISPR/Cas9, genotyping for germline gene disruptions should become more reliable. This achievement will pave the way for using the CRISPR technology in the research and clinical applications where mosaicism is an issue.     

应用Surrogate 报告载体提高RISPR/Cas9 对TMEM215基因的打靶效率*

目的:构建Surrogate报告载体,并利用Surrogate报告载体提高CRISPR/Cas9对HEK293T细胞TMEM215基因打靶效率。方法:构建针对人TMEM215的CRISPR/Cas9表达载体及相应Surrogate报告载体,两者共转HEK293T细胞,通过流式分析、T7EI检测、TA克隆测序等明确Surrogate报告载体对不同sgRNA打靶效率的检测及对基因修饰细胞的筛选富集作用。结果:流式分析结果表明,Surrogate报告载体成功检测出不同sgRNA的打靶效率,并筛选出高效率sgRNA;T7EI检测及TA克隆测序显示,外加嘌呤霉素抗性筛选时,Surrogate报告载体可有效富集基因修饰细胞。结论:成功构建Surrogate报告载体,并利用Surrogate报告载体提高CRISPR/Cas9对HEK293T细胞TMEM215基因的打靶效率。     

Generation of genome-modified Drosophila cell lines using SwAP

The ease of generating genetically modified animals and cell lines has been markedly increased by the recent development of the versatile CRISPR/Cas9 tool. However, while the isolation of isogenic cell populations is usually straightforward for mammalian cell lines, the generation of clonal Drosophila cell lines has remained a longstanding challenge, hampered by the difficulty of getting Drosophila cells to grow at low densities. Here, we describe a highly efficient workflow to generate clonal Cas9-engineered Drosophila cell lines using a combination of cell pools, limiting dilution in conditioned medium and PCR with allele-specific primers, enabling the efficient selection of a clonal cell line with a suitable mutation profile. We validate the protocol by documenting the isolation, selection and verification of eight independently Cas9-edited armadillo mutant Drosophila cell lines. Our method provides a powerful and simple workflow that improves the utility of Drosophila cells for genetic studies with CRISPR/Cas9.     

骨形态发生蛋白9基因敲除小鼠的构建

目的运用CRISR/Cas9技术敲除小鼠基因组中Bmp9基因片段,构建Bmp9基因敲除小鼠。方法根据Bmp9基因的外显子序列,设计一段sgRNA并合成。sgRNA体外转录后和Cas9mRNA混合后显微注射受精卵细胞,注射后的受精卵细胞移植至受体动物获得子代小鼠。提取子代小鼠基因组DNA测序鉴定其基因型。基因型鉴定正确的小鼠与野生型交配后筛选纯合子小鼠。同时取纯合子小鼠心脏、肝、脾、肺、肾,匀浆后提取总RNA和总蛋白,通过qPCR、WB和免疫组化检测BMP9在各组织中的表达。结果设计并合成20bp的sgRNA并进行体外转录,显微注射并回植后得到基因突变小鼠,连续交配后得F2代纯合子。测序结果显示,突变小鼠存在两种基因型,一种为5bp缺失突变,另一种为13bp缺失并伴有1bp插入突变。与野生型C57BL/6相比,qPCR、WB和免疫组化结果均表明基因敲除小鼠肝中BMP9表达显著降低。结论利用CRISPR/Cas9技术成功构建出了BMP9基因敲除小鼠。     

CRISPR/Cas9基因编辑技术在食用菌中的应用现状

CRISPR/Cas9基因编辑系统是一项通用的基因修饰技术,是植物、动物、真菌以及微生物的功能基因和遗传育种研究的重要技术。本文介绍了该技术在食用真菌的基因研究和遗传育种中的应用现状,包括Cas9和sgRNA的递送和表达策略、遗传转化方法、突变体筛选以及DNA双链断裂后的靶位点的修复策略。同时总结了该技术在食用菌中应用所面临的主要问题及其优化策略,并结合个人研究背景展望了其未来在食用菌研究中的应用价值。     

CRISPR/Cas9基因组编辑技术在癌症研究中的应用

CRISPR/cas9基因组编辑技术因其设计简单以及操作容易,使其在基因编辑的研究中越来越受到欢迎。利用该技术,科研人员可以实现在碱基的水平对基因组进行定点修饰。CRISPR系统现已经被广泛地应用到多个物种的基因组编辑以及癌症的相关研究中。本文在最新研究进展的基础上,结合对癌症研究及基因组编辑技术的理解,对CRISPR/Cas9技术在癌症研究中的应用进行了综述。     

CRISPR/Cas9基因组编辑技术在番茄中的应用现状及展望

CRISPR/Cas9技术是一种能够快速对基因组靶位点进行特定DNA修饰的编辑工具。该文对近年来国内外有关CRISPR/Cas9技术在改善番茄农艺性状及提高生物、非生物胁迫抗性方面的研究进展进行综述,并集中讨论了CRISPR/Cas9面临的一些问题,为该基因编辑技术在番茄的种质创新及基因功能研究方面的应用提供参考。