CRISPRCas9基因敲入试验步骤 (三)donor载体构建载体构 建
1、质粒骨架的选择
CRISPR/Cas9质粒按编辑细胞类型可分为八种,
Mammalian 、Bacteria、Drosophila、Plant、C. elegans、 Yeast、Zebrafish、Xenopus,根据质粒所携带的编辑基因 的不同,可分为野生型的
cas9、突变型的cas9、cpf1、C2c2
(可剪切RNA )。当然,还有一些筛选标记,如 puro、GFP、 RFP、mcherry、潮霉素等等,我们可以根据自己的需求选择 自己合适的质粒。这里故意还掉了一种,最具有争议的
Ngago,本楼主也重复过这个试验,也和大多数重复的人一 样,GFP验证试验时,看到荧光显著减弱(本人还特意构建 了一种Ngag。载体,效果比韩老师的效果好很多),但是当 时没有验证这个减弱是切割还是敲低,非常遗憾自己想法太 简单,以先入为主认为是切割而没有去验证;最终结果是刘 东老师使用Ngago发现了有表型(斑马鱼的眼睛上有缺陷), 这个就是很强的提示,需要去做下一步,尽管基因组上没有 被切割,有表型,那势必会去看该基因表达的数据,最后才 有这篇文章。刘东老师运气也很好,knock down有表型,如 果没表型,估计也会放弃。这里就说到这,有不懂的可以留 言询问。。具体分类在addgene上有,网址
http://www.addgene.org/crispr/ 。 2、酶切位点的选择
插入sgRNA的酶切位点,质粒基本为这两种,BsmbI和Bbsi, 具体可以参见该质粒的 protocol ,后续的连接、转化、验证 protocol里面有,我就不啰嗦了。哦还忘了一件事,使用 snapgene这个软件可以很好地看质粒图谱,非常方便,强烈 推荐!!以慢病毒载体 V2为例具体说明3、同源臂的设计 同源臂我们一般都是在切割位点的两端各选一段,长度大约 1kb-2kb,效率还可以。当然了,有人也用
做成功了,但基本原则是越长效率越高。
40-100bp做了也 1kb-2kb效率已经
很高,所以这个最合适。有相关文献支持,自己 Pubmed查 看。 4、启动子、目的基因及其终止子的扩增 这里也没什么可说的,启动子在我们选择质粒的时候就决定 了,当然我们还可以改造以提高
sgRNA的表达效率,这个
时候我们可以通过方法筛选出该物种的启动子,替换上去就 ok 了。
目的基因的话,如果我们要做敲除,基本就是根据基因组, 在外显子区域设计 sgRNA序列,切割后以非同源性末端接 合(Non-homologous end joining, NHEJ ),造成变异而使该基 因失去功能。当然还有一种修复方式,同源性重组
(Homologous recombination , HR)同源性重组修复是利用
细胞内的染色体两两对应的特性,若其中一条染色体上的 DNA发生双股断裂,则另一条染色体上对应的
DNA序列即
可当作修复的模版来回复断裂前的序列,因此在某些条件 下,同源性重组乂称作基因转换( gene conversion) o该方法 是用于敲入基因,这个同时,我们可以加入抑制
NHEJ修复
的酶,同时就会促进 HR修复,提高重组插入效率。 终止子的话,没什么特别,基本可以通用, BGH终止子等。
5、 donor载体的连接及克隆测序
donor载体的连接及克隆测序这个就是我们分子生物学学生 的基本功了,就不叙述了。 6、 细胞转染及载体功能的验证
细胞转染的话,参见说明书就好了,转染试剂有lipo2000 (适 合siRNA和DNA 共转染)、lipo3000 (适合 DNA )、以及罗 氏、qiagen的等。当然还有国产的一些转染试剂,实验室穷 点就可以买下,效果还可以,汉恒生物的,比较便宜。
SV40终止子、