والهدف من هذا البروتوكول أداء الجينات خروج المغلوب (كو) بالماوس والبشرية هسبكس باستخدام رنبس سجرنا Cas9. سير العمل هو سهل وسريع ويسمح بإنجاز التجارب في أقل من أسبوع من تصميم تجريبي لتقييم كفاءة كو.
بالمقارنة مع النهج القائم على بلازميد أو الفيروسات، نجاح لدينا بروتوكول يستند إلى مزيج من سجرنا رنبس وانهانسر. إلى تقصير هذه الاستراتيجية خالية من الاستنساخ إلى حد كبير الوقت اللازم للحصول على المكونات إلى ترانسفيكت. علاوة على ذلك، يسمح انهانسر تعداء لتصل إلى 95% خلايا، تعظيم تسليم سجرناس رنبس. يمكن أن يكون سينثيتيزيد في المختبر عن طريق النسخ في المختبر (IVT)، بينما يمكن شراء المنقي Cas9 البروتين من عدة شركات ( انظر البروتوكول). قوالب الحمض النووي سجرنا IVT يتم الحصول على أداء بكر قصيرة استخدام سجرنا إعادة توجيه التمهيدي (الشكل 1 أ، ب) والعالمية سقالة التمهيدي Rev (الشكل 1B -انظر البروتوكول). ثم يتم استخدام المنتج PCR كقالب ل IVT (الشكل 1). يتم إنشاء مجمعات رنب Cas9-سجرنا حضانة لمدة 15-30 دقيقة في سجرناس وفي Cas9 (الشكل 1). وأخيراً، هي رنبس سجرنا اليكتروبوراتيد في الخلايا. ثم يمكن استخدام هسبكس المحرر القيام بتجارب في المختبر و في فيفو .
تعطيل الجينات في خلايا الفأر
لإثبات فعالية هذه الاستراتيجية انهانسر رنب Cas9-سجرنا، ج-طقم + هسبكس المعزولة من الفئران أوبيكويتوسلي الإعراب عن التجارة والنقل أو تدتوماتو قد تم اليكتروبوراتيد مع سجرنا ضد بروتينات فلورية خضراء أو تدتوماتو. بين سجرنا الثلاثة مصممة ضد بروتينات فلورية خضراء، يؤديها sg1 التجارة والنقل الأكثر كفاءة، نستعرض حوالي 70-75% في اضطراب التعبير بروتينات فلورية خضراء كما يحددها التدفق الخلوي (الشكل 2 أ، ب). لتحديد تواتر اضطراب الجينات على مستوى الجينوم، الحمض النووي من الخلايا اليكتروبوراتيد معزولة وأنجز T7 endonuclease أنا القائم على التحليل (T7EI). كما هو مبين في الشكل 2، اكتشاف الإنزيم T7EI يصل إلى تشكيل إينديل 60%. علما بأن فحوصات T7EI تميل إلى التقليل من شأن الترددات إينديلس. ونحن أيضا ولدت سجرنا ضد هسبكس تدتوماتو واليكتروبوراتيد الإعراب عن تدتوماتو من محور Rosa26. كما هو موضح في الشكل 2D، أبلاتيد تدتوماتو sg1 كفاءة على التعبير عن تدتوماتو.
تعطيل الجينات في الخلايا البشرية
ويرد هنا، اختلال الكفاءة التي تم الحصول عليها باتباع نهج واحد سجرنا استهداف CD45، علامة سطح خلية في الخلايا المكونة للدم، وأعرب عن. وكانت ثلاثة سجرناس استهداف exons مختلفة من CD45 المصممة (CD45 sg1 sg2 والهدف الفرعي 3). تم اختبار كفاءة سجرناس في خط خلية مكافحة غسل الأموال HL60 (الشكل 3A). وقيمت البروتين كو بالتدفق الخلوي 5 أيام بعد انهانسر. CD45 sg1 الأكثر كفاءة (98% كو كفاءة- الشكل 3 ألف) واستخدمت لإجراء مزيد من التجارب. ويبين الشكل 3B CD45 كو في الابتدائي CD34 + السلف الخلايا البشرية باستخدام sg1 CD45، تقييم التدفق الخلوي 5 أيام بعد انهانسر. بينما لم يتأثر التعبير CD34، والتعبير CD45 انقطع في حوالي 80% الخلايا. تم زرعها في الفئران مجموعة موردي المواد النووية 200.000 المحرر CD34 + خلايا أولية الرجعية أوربيتالي 6 ساعات بعد انهانسر. وكانت خلايا الطحال ونخاع العظم المقطوع 3 أشهر بعد زرع. تحرير الخلايا (هلا-أي بي سي إيجابية وسلبية CD45، الضوء الأحمر) قابلة للاكتشاف في عينات سجرنا معاملة فقط وليس في Cas9 عناصر التحكم فقط (الشكل 3).
إذا رغبت في ذلك، يمكن استخدام سجرناس هما استهداف القريبة تسلسلات لتوليد عمليات الحذف. يسمح لتقدير سرعة كفاءة التحرير مع بكر هذا النهج وغالباً ما تنتج أعلى اختلال الكفاءة. ويبين الشكل 3D كفاءة توليد الحذف bp 58 في إكسون 10 من DNMT3A. تم زرع 200.000 المحرر CD34 + الخلايا في الفئران مجموعة موردي المواد النووية 6 ساعات بعد انهانسر. واكتشفت في الدم المحيطي انجرافتيد مجموعة موردي المواد النووية الفئران الحذف bp 58 وضوح 5 أشهر بعد الحقن (رقم 3E) يؤكد تحرير الخلايا CD34 + مع قدرات انجرافتمينت طويلة الأجل.

رقم 1: نهج سريعة وسهلة لإنشاء رنبس سجرنا. A) التمثيل سجرنا التمهيدي إعادة توجيه. سجرنا إعادة توجيه الدليل التمهيدي هو اليغنوكليوتيد الحمض النووي الذي يحتوي على مروج T7 وتسلسل بروتوسباسير وتسلسل تداخل مع سقالة سجرنا. في 3 'هو نهاية، سلط الضوء على اللون الأحمر، التسلسل"أتاجك" التي تحتاج إلى أن تضاف إلى تسلسل التمهيدي إعادة توجيه سجرنا التي تم الحصول عليها في كريسبرسكان. ب) التمثيل التخطيطي التداخل PCR المنجزة للحصول على قالب IVT. التداخل بين التمهيدي إعادة توجيه سجرنا والتمهيدي Rev سقالة عالمي يسمح بالتمديد والتضخيم ببكر. ج) الكرتون تصف رد فعل IVT وسجرنا رنب قبل-إلى. المنتج بكر تنقيته واستخدامه كقالب IVT. IVT يولد كمية كبيرة من سجرناس التي يمكن استخدامها في replicates متعددة (انظر البروتوكول). يتم إنشاء رنبس سجرنا تفرخ سجرنا تنقيته من IVT والبروتين Cas9 التي تم شراؤها سابقا. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

رقم 2: تعطيل الجينات الفعالة في الخلايا المكونة للدم السلف الماوس. A) سجرنا استهداف بروتينات فلورية خضراء (التجارة والنقل sg1) جنبا إلى جنب مع البروتين Cas9 كان اليكتروبوراتيد في ج مورين-كيت + هسبكس الإعراب عن التجارة والنقل، وتحليلها بواسطة التدفق الخلوي بعد انهانسر 24 ساعة. ب) وكان المبلغ مختلفة من بروتينات فلورية خضراء sg1 الرصاصية مع 1 ميكروغرام من البروتين Cas9 واليكتروبوراتيد. قدر ضئيل من 200 نانوغرام من التجارة والنقل sg1 أبلاتيد كفاءة التعبير التجارة والنقل. ج) الإنزيم T7EI أجريت على الحمض النووي المعزولة من الخلايا المستخدمة في ألف-باء. بكر amplicon الممتدة وكان موقع الانقسام Cas9-سجرنا المخفف 1 في 1:4 × المخزن المؤقت 2 والمهجن ببطء في cycler حرارية. ثم تم هضمها شظايا المهجن مع 1.25 يو T7 endonuclease أنا لمدة 10 دقائق عند 37 درجة مئوية. تم فصل شظايا هضمها بالتفريد جل بولياكريلاميدي. حللت كثافات الفرقة باستخدام البرمجيات إيماجيج بالتآمر كثافات الفرقة من كل حارة. وحسب الانقسام % بنسبة كثافة العصابات ملصوق على العصابات أونكليافيد. د) ج-طقم + هسبكس المعزولة من الفئران الإعراب عن تدتوماتو وكان اليكتروبوراتيد مع البروتين Cas9 الرصاصية مع سجرنا ضد تدتوماتو. أداء التدفق الخلوي بعد انهانسر كشفت عن أن حوالي 74% خلايا المحذوفة تدتوماتو 24 ساعة. R26 = Rosa26. * ف < 0.05، * * ف < 0.01، * * * ف < 0.001. وهذا الرقم تم تكييف من جوندري وآخرون. 6 الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الشكل 3: تعطيل الجينات الفعالة في الخلايا المكونة للدم البشري. A) سجرناس ثلاثة استهداف CD45 (CD45 sg1، sg2، والهدف الفرعي 3) تم تصميم واختبار في خط خلية مكافحة غسل الأموال HL60 (انظر البروتوكول المتعلق بشروط انهانسر). وأجرى التدفق الخلوي 5 أيام بعد انهانسر. اختير CD45 sg1 الأكثر كفاءة بين سجرناس الثلاث (كو الكفاءة 98%). ب) CD45 كو في الإنسان الأولية الحبل الدم CD34 + "هسبكس" باستخدام CD45 sg1. يمكن الكشف عن فقدان CD45 في نحو 80% الخلايا. لاحظ أن التعبير CD34 دون تغيير بعد التحرير. ج) هسبكس تحرير البشرية يمكن أن تكون انجرافتيد كفاءة في الفئران مجموعة موردي المواد النووية. تعرض الخلايا المنواه البشرية هلا العادية + CD45 + النمط الظاهري في Cas9 فقط انجرافتيد الفئران، بينما تعامل في الفئران انجرافتيد مع CD45 sg1 CD34 + الخلايا، كلا هلا + CD45 + وهلا + CD45-السكان ولوحظت تشير إلى engraftment الخلايا CD45 كو البشرية. د) 2% [اغروس] هلام عرض حذف bp 58 المتولدة عن سجرناس 2 (النهج المزدوج الدليل) في إكسون 10 من DNMT3A في هسبكس البشرية من دم الحبل السري مختلفة 3 (CB1، CB2، و CB3). وأجرى بكر 3 أيام بعد انهانسر. ﻫ) 2% [اغروس] هلام مما يدل على استمرار حذف bp 58 5 أشهر بعد الزرع في الفئران مجموعة موردي المواد النووية. وهذا الرقم قد تم تكييفه من جوندري et al. 6 الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
| اليغنوكليوتيد | التسلسل | ملاحظة |
| العالمي القس سقالة التمهيدي | جتتتاجاجكتاجااتاجكاجتتاااتاجكتاجتككجتتاتكاكتجااااجتجكككجاجتكجتجكت | التمهيدي عكس العالمي لتداخل بكر |
| hCD45 سجرنا 1 | تاتاكجاكتكاكتاتاجتجكتجتجتججكجكاكجتتتاجاجكتاجااتاجك | سجرنا تسلسل إعادة توجيه التمهيدي للتداخل بكر |
| hCD45 سجرنا 2 | تاتاكجاكتكاكتاتاججاجكاجتجاجاتككتكجتتتاجاجكتاجااتاجك | سجرنا تسلسل إعادة توجيه التمهيدي للتداخل بكر |
| hCD45 سجرنا 3 | تاتاكجاكتكاكتاتاججاتجكتجتكككتكاجتتتاجاجكتاجااتاجك | سجرنا تسلسل إعادة توجيه التمهيدي للتداخل بكر |
| hDNMT3A Ex10 sg1 | تاتاكجاكتكاكتاتاجاكاكتجككاجككجتججتتتاجاجكتاجااتاجك | سجرنا تسلسل إعادة توجيه التمهيدي للتداخل بكر |
| hDNMT3A Ex10 sg2 | تاتاكجاكتكاكتاتاججتجككاجكاجككجكجكجتتتاجاجكتاجااتاجك | سجرنا تسلسل إعادة توجيه التمهيدي للتداخل بكر |
| سجرنا Rosa26 | تاتاكجاكتكاكتاتاجاكاكتجككاجككجتججتتتاجاجكتاجااتاجك | سجرنا تسلسل إعادة توجيه التمهيدي للتداخل بكر |
| Sg1 بروتينات فلورية خضراء | تاتاكجاكتكاكتاتاججكجاجاجكتجتكاككجتتتاجاجكتاجااتاجك | سجرنا تسلسل إعادة توجيه التمهيدي للتداخل بكر |
| تدتوماتو sg1 | تاتاكجاكتكاكتاتاجججتاكاجكجكتكجتججتتاجاجكتاجااتاجك | سجرنا تسلسل إعادة توجيه التمهيدي للتداخل بكر |
الجدول 1: إكمال تسلسل سجرنا إعادة توجيه أجهزة الإشعال المستخدمة في التجارب والتمهيدي رؤيا عالمية.