Article de méthode

Outil d’édition de gènes CRISPR pour l’analyse de réseaux de microARN

DOI :

10.3791/63704

⸱

25 avril 2022

 ,  ,  , 
1Department of Microbiology & Molecular Cell Biology, Leroy T. Canoles Jr. Cancer Research Center, Eastern Virginia Medical School

Dans cet article

Résumé

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ce protocole décrit un flux de travail d’édition de gènes CRISPR (clustered regular interspaced short palindromic repeats) à haut débit pour l’analyse de réseaux de microARN qui permet la génération rapide d’un panel de lignées cellulaires génétiquement modifiées portant des combinaisons uniques de délétion de membres de clusters de miARN allant jusqu’à 35 kb dans une seule expérience.

Résumé

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Les microARN (miARN) sont apparus comme d’importants régulateurs cellulaires (suppresseurs de tumeurs, facteurs pro-oncogènes) du cancer et des métastases. La plupart des études publiées se concentrent sur un seul miARN lors de la caractérisation du rôle des petits ARN dans le cancer. Cependant, environ 30% des gènes de miARN humains sont organisés en unités groupées qui sont souvent co-exprimées, indiquant un système complexe et coordonné de régulation de l’ARN non codant. Une sous-estimation plus claire de la façon dont les réseaux de miARN groupés fonctionnent de manière coopérative pour réguler la croissance tumorale, l’agressivité du cancer et la résistance aux médicaments est nécessaire avant de traduire les petits ARN non codants à la clinique.

L’utilisation d’une procédure d’édition de gènes à répétitions palindromiques courtes régulièrement espacées à haut débit (CRISPR) a été utilisée pour étudier le rôle oncogène d’un groupe génomique de sept gènes miARN situés dans un locus d’une longueur d’environ 35 000 pb dans le contexte du cancer de la prostate. Pour cette approche, des lignées cellulaires cancéreuses humaines ont été infectées par un vecteur de lentivirus pour la nucléase Cas9 inductible à la doxycycline (DOX) cultivée dans un milieu contenant du DOX pendant 48 h. Les cellules ont ensuite été co-transfectées avec de l’ARN CRISPR transactivant synthétique (tracrRNA) complexé avec des oligonucléotides d’ARN CRISPR (crRNA) spécifiques au site génomique pour permettre la génération rapide de lignées cellulaires cancéreuses porteuses de la délétion de l’ensemble du groupe de miARN et des délétions de groupes de gènes de miARN individuels ou combinés au sein d’une seule expérience.

Les avantages de ce système d’édition de gènes à haut débit sont la possibilité d’éviter le sous-clonage de vecteurs d’ADN fastidieux, la flexibilité de transfecter des cellules avec des combinaisons d’ARN guides uniques dans un format de 24 puits, et le génotypage PCR à moindre coût à l’aide de lysats cellulaires bruts. Les études utilisant cette approche simplifiée promettent de découvrir des redondances fonctionnelles et des interactions synergiques / antagonistes entre les membres du cluster de miARN, ce qui aidera à caractériser les petits réseaux d’ARN complexes non codants impliqués dans les maladies humaines et à mieux éclairer la conception thérapeutique future.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De meilleurs outils de recherche sont nécessaires pour étudier la contribution des ARN non codants dans les maladies humaines. La dérégulation des MiARN est souvent observée dans les troubles humains tels que le cancer lorsque l’on compare les profils d’expression de ces petits ARN non codants dans les tissus et les fluides corporels (par exemple, le sang, l’urine) des patients cancéreux par rapport aux personnes non cancéreuses en bonne santé, en utilisant des microréseaux, une PCR quantitative en temps réel (qRT-PCR) et des technologies de séquençage profond de nouvelle génération 1,2 . Des travaux récents ont caractérisé un grand sous-ensemble de ces miARN comme suppresseurs de tumeurs, oncogènes et métastases qui contrôlent la formation tumorale, la progression de la maladie et la résistance aux médicaments. La surexpression expérimentale et/ou la régulation négative/perte de miARN entraînent des conséquences fonctionnelles et pléiotropes dans la cellule, reflétant le large éventail d’activités associées au cancer que ces ARN non codants coordonnent - croissance, apoptose, différenciation, remodelage de la chromatine, angiogenèse, transitions épithéliale à mésenchymateuse (EMT) et MET, métabolisme et réponse immunitaire3.

Les miARN sont codés en tant que gènes uniques ou résident dans des grappes génomiques, qui sont transcrits dans le noyau et largement traités avant de générer les espèces de miARN monocaténaires (nt) biologiquement matures et monocaténaires (nt) localisées dans le cytoplasme4. Ces petits ARN exercent leurs effets post-transcriptionnellement et agissent comme des régulateurs de gènes négatifs qui se lient aux cibles d’ARN messager (ARNm) d’une manière spécifique à la séquence pour amener le complexe de silençage induit par l’ARN catalytique (RISC) au site de l’ARNm, entraînant une dégradation de l’ARNm et/ou un blocage de la traduction des protéines. Les miARN sont une classe extrêmement abondante d’ARN non codants dans les systèmes animaux, et 2 654 miARN matures existent dans le génome humain (miRBase release 22.1)5. Les MiARN s’associent généralement à une complémentarité incomplète avec leurs cibles d’ARNm4. Par conséquent, un seul miARN peut réguler des dizaines à des centaines de cibles d’ARNm distinctes et avoir un impact fonctionnel sur un large éventail de voies biologiques. Pour ajouter à la complexité des mécanismes basés sur les miARN, un seul ARNm peut être régulé par plusieurs miARN distincts. Il est donc difficile d’étudier comment la dérégulation du miARN perturbe l’équilibre homéostatique du corps et conduit à la malignité humaine.

La majorité des études publiées se sont concentrées sur un seul miARN lors de la caractérisation de leur rôle dans les événements pathologiques. Cependant, environ 30% des gènes de miARN humains sont organisés en unités groupées (généralement ~ 10 kilobases [kb]) qui sont souvent transcrites dans la même orientation et co-exprimées, indiquant un système coordonné et complexe de régulation de l’ARN non codant6. Le plus grand cluster de miARN humains polycistroniques est le cluster 14q32 comprenant 54 précurseurs de miARN. L’une des unités de miARN groupées les mieux étudiées associées aux cancers humains est le groupe polycistronique miR-17-92 composé de miR-17, miR-18a, miR-19a, miR-20a, miR-19b-1 et miR-92-1 résidant dans l’intron 3 de l’ARN non codant, c13orf25. Le groupe miR-17-92 est fréquemment amplifié dans les tumeurs malignes hématopoïétiques et surexprimé dans les tumeurs solides et a établi des rôles oncogènes dans la promotion de la progression du cycle cellulaire, de l’apoptose et de l’angiogenèse7. En outre, le groupe suppresseur de tumeur miR-15a et miR-16-1 situé dans l’intron du gène non codant Leu2 est souvent supprimé dans les leucémies et régulé à la baisse dans une large gamme de cancers, fonctionnant pour bloquer la croissance tumorale en ciblant le gène antiapoptotique BCL2 et d’autres gènes de progression du cycle cellulaire8. Le groupe miR-888 est élevé chez les patients atteints d’un cancer de la prostate de haut grade et se compose de sept gènes miARN (miR-892c, -890, -888, -892a, -892b, -891b et -891a) situés sur le chromosome humain Xq27.3 9,10.

Les cartes de grappe miR-888 dans le locus HPCX1 (cancer héréditaire de la prostate, lié à l’X 1) couvrant Xq27-2, qui ont été identifiées par une analyse de couplage des pedigrees de la famille du cancer de la prostate héréditaire 11,12,13,14,15,29. La caractérisation fonctionnelle des membres individuels en grappes de miR-888 à l’aide d’outils conventionnels de mauvaise expression des miARN - mimiques de miARN et inhibiteurs antisens - a indiqué que ces miARN jouent des rôles qui se chevauchent dans la régulation de la croissance et de l’invasion tumorales de la prostate 9,10. Cependant, ces méthodes expérimentales ne se prêtent pas facilement à l’étude de la façon dont plusieurs membres groupés miR-888 agissent en synergie ou de manière antagoniste dans un réseau d’ARN non codant pour contrôler l’homéostasie tissulaire et la progression du cancer. Ce protocole simplifié décrit utilisant la technologie d’édition de gènes CRISPR à haut débit est modifié pour disséquer moléculairement les grappes de miARN associées aux cancers humains (par exemple, la grappe miR-888) afin de combler cette lacune dans les connaissances.

Les gènes bactériens CRISPR et associés à CRISPR (cas) médient l’immunité adaptative contre les bactériophages16. La découverte de cet ancien système de surveillance procaryote a été rapidement adaptée en tant qu’outil scientifique efficace pour cibler facilement tout locus génomique souhaité et effectuer des altérations de séquence d’ADN dans un large éventail de systèmes animaux et de types de cellules in vitro et in vivo16,17. Cette technique est très prometteuse en tant que méthode efficace pour interroger les réseaux de miARN dans le contexte de la maladie humaine. À cette fin, ce protocole d’édition de gènes CRISPR à haut débit pour étudier le cluster miR-888 couvrant environ 35 kb sur le chromosome X humain dans des lignées cellulaires de cancer de la prostate humaine immortalisées (LNCaP, PC3-ML) est construit pour interroger la façon dont les membres du cluster coordonnent les voies de progression du cancer. Cette approche peut être appliquée à la caractérisation de n’importe quel groupe de miARN et permet aux chercheurs de générer rapidement des lignées cellulaires humaines porteuses de la délétion de l’ensemble du groupe de miARN et des délétions individuelles et combinées de grappes de gènes de miARN dans une seule expérience.

Dans cette procédure, des lignées cellulaires stables sont établies portant un système d’expression lentiviral inductible à la doxycycline (DOX) qui permet à l’investigateur de contrôler l’expression du gène de l’endonucléase Cas9 (csn1) associée à Streptococcus pyogenes CRISPR via le promoteur constitutif INDUCTIBLE DOX TRE3G. Le système bipartite Tet-On 3G implique un promoteur constitutif du facteur d’élongation humain 1 alpha (hEF1alpha) pour conduire la transcription du gène Tet-On 3G et du gène de résistance à la blasticidine (BlastR) sous forme de transcription bicistronique. La protéine transactivatrice Tet-On 3G ne se lie au promoteur TRE3G qu’en présence de DOX, ce qui entraîne une transcription Cas9 robuste. En l’absence de DOX, il n’y a pas ou très peu d’expression basale de Cas9. Par conséquent, l’investigateur peut induire une production élevée de protéine Cas9 dans les cellules cultivées dans des milieux supplémentés en DOX pendant les étapes d’édition du gène CRISPR et le contrôle pour une clairance rapide de la protéine CAS9 lors du retrait doX.

Ce protocole décrit également la conception d’oligonucléotides synthétiques d’ARN CRISPR (ARNc) ciblant les régions flanquant l’ensemble du groupe de miARN, les régions individuelles en épingle à cheveux des miARN (prémiARN) et/ou des sous-ensembles de gènes de miARN au sein du cluster. Chaque ARNc conçu contient une séquence guide unique de 5'-terminal 20 nt (complémentaire à la séquence génomique d’intérêt à cibler), suivie d’une séquence de répétition invariante de 22 nt de S. pyogenes (5'-XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX-GUUUUAGAGCUAUGCUGUUUUG-3') qui permet l’appariement de bases avec les oligonucléotides universels transactivateurs de l’ARN CRISPR (tracrRNA)18. Ensemble, l’ARNc recuit et l’ARNr (rapport mixte 1:1) servent d’ARN guide pour ce protocole (Figure 1A). Dans chaque expérience, deux ARN guides synthétiques sont transfectés en cellules induites par DOX pour associer et escorter la protéine Cas9 bactérienne vers les sites d’ADN génomique (5' et 3') flanquant la région du cluster de miARN ciblée pour élimination (Figure 1B).

Une séquence de motif adjacent (PAM) de protospacer (5'-NGG-3' pour le type sauvage S. pyogenes Cas9) doit être présente dans le génome cellulaire et située immédiatement à côté de la séquence d’ADN 20 nt ciblée par l’ARN guide17. La séquence PAM sert de signal de liaison et positionne la région catalytique de l’enzyme Cas9 de l’endonucléase sur le site d’ADN génomique ciblé, conduisant par la suite à un clivage dirigé de l’ADN double brin (ds) situé à environ 3 nt en amont du PAM. La machinerie de réparation de l’ADN de la cellule répare les extrémités de l’ADN clivées, ce qui peut entraîner une ligature parfaite, mais souvent une jonction d’extrémité non homologue (NHEJ) se produit, provoquant de petites insertions ou délétions (indels) sur le site de réparation. Étant donné que les miARN sont des gènes non codants souvent situés dans des régions intergéniques et introniques, ces indels présentent un faible risque de créer des mutations indésirables absurdes / faux-sens.

En utilisant des oligonucléotides d’ARN synthétiques (ARNc recuit et tracrRNA, rapport molaire 1:1) codant pour le complexe d’ARN guide dans ces expériences, cette stratégie d’élimination génique évite le sous-clonage de vecteurs d’ADN fastidieux et permet une grande flexibilité dans la transfectation de combinaisons d’ARN guides uniques aux cellules dans un format de 24 puits. La préparation de lysats cellulaires bruts pour le dépistage du génotype par PCR évite également les méthodes de purification de l’ADN coûteuses et longues, tout en permettant une génération rationalisée de lignées cellulaires à colonie unique et une analyse phénotypique. En effet, ce protocole d’édition de gènes CRISPR à haut débit a été utilisé avec succès pour transfecter des lignées cellulaires de cancer de la prostate en culture (LNCaP, PC3-ML) avec 32 combinaisons d’ARN guides uniques en une seule expérience et générer des lignées knockout portant des délétions pour toute la région du cluster miR-888 d’environ 35 kb; des combinaisons de délétion plus petites pour les membres du cluster miR-888 appartenant aux familles miR-743 et miR-891a; ainsi que des suppressions pour les membres individuels des miARN au sein du cluster miR-888. Des études comme celles-ci fourniront une sous-estimation plus claire de la façon dont les miARN groupés fonctionnent de manière coopérative pour réguler la croissance tumorale, l’agressivité et la résistance aux médicaments avant de traduire les miARN à la clinique en tant qu’outils thérapeutiques et diagnostiques.

Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.

Protocole

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Préparation à l’édition du gène CRISPR et conception d’ARN guide pour générer des lignées cellulaires knockout de groupes de miARN

  1. Créez un fichier ADN contenant la séquence génomique complète de la région d’intérêt du cluster de miARN (intergénique, intronique) et au moins 1 Ko de régions génomiques environnantes à l’aide d’un logiciel d’annotation de séquence d’ADN19.
    1. Utilisez un outil d’édition de caractéristiques dans le fichier ADN créé pour marquer le locus du cluster de miARN ciblé (intergénique, intronique) et chaque séquence individuelle d’épingle à cheveux de miARN appartenant au cluster de miARN, ainsi que pour noter d’autres gènes codants et non codants à proximité et / ou des caractéristiques régulatrices 5,20,21,22.
    2. Assurez-vous que les régions de miARN ciblées pour la délétion ne perturbent pas par inadvertance les gènes codant pour les protéines, les gènes non codants ou les éléments importants de l’ADN régulateurs.
      REMARQUE : Tenez compte de la complexité génomique (p. ex., duplications/fusions de chromosomes) de la lignée cellulaire utilisée dans ce protocole.
  2. Concevoir des ARNc synthétiques ciblant 20 nt de séquence d’ADN génomique flanquant l’ensemble du groupe de miARN, des régions individuelles d’épingle à cheveux de miARN (pré-miARN) et/ou des sous-ensembles de gènes de miARN au sein de la grappe à l’aide d’un outil logiciel de conception d’ARN de guide bioinformatique (p. ex.,23). S’assurer que l’enzyme Cas9 appropriée est notée dans l’outil de conception d’ARN guide (c.-à-d. S. pyogenes Cas9).
    REMARQUE: L’ARNc synthétisé contiendra cette séquence guide unique de 5'-terminal 20 nt (complémentaire à la cible d’ADN) suivie d’un invariant 22 nt S. pyogenes répéter la séquence pour permettre l’appariement de bases avec l’oligonucléotide universel synthétisé de l’ARNr. Recuits ensemble, ils serviront d’ARN guide dans ce protocole.
    1. En référençant le fichier ADN créé (étape 1.1.), entrez ~150 nt de séquence d’ADN résidant immédiatement en amont (5') ou en aval (3') du locus en épingle à cheveux/cluster miARN ciblé pour suppression dans l’outil logiciel de conception d’ARN du guide bioinformatique23.
      REMARQUE : L’outil de conception permettra d’identifier des séquences uniques de 20 nt pour la conception d’oligonucléotides d’ARNc qui résident immédiatement à côté de la séquence PAM (sur le brin d’ADN non ciblé) (par exemple, S. pyogenes Cas9 PAM séquence NGG). Vous trouverez ci-dessous un exemple de conception d’ARNc ciblant un site immédiatement en amont (5') du locus du gène mir-891a (en particulier 5A(891a) discuté dans la section des résultats représentatifs et le tableau 1).
      1. Ouvrez le guide du logiciel de conception d’ARNoutil 23.
      2. Entrez le nom 5A(891a) dans la fenêtre Entrer un nom .
      3. Dans la fenêtre Entrer une séquence d’ADN , entrez 150 nt de séquence génomique résidant immédiatement en amont (5') du gène précurseur mir-891a : 5'-AAGAAAATATACATGCTGATAGTTACACAGG
        TTGTGAATAGTAAATTAGTATGTCATTTATTT
        TAGGTATTCAATGTTGCATAGTCATATTATA
        ATTACGTAGCTTCTTTGTTTTTTTCTAGGTT
        CCCAAAGAGTCTACAAATGTTGTCT-3'
      4. Cochez la case Activer la vérification de spécificité pour exclure les sites hors ciblage détectés par calcul par le programme. Choisissez l’organisme approprié (c.-à-d. Humain [Homo sapiens]).
      5. Spécifiez l’enzyme Cas9 PAM correcte utilisée pour les études, dans ce cas, Streptococcus pyogenes Cas9-PAM:NGG, pour générer les paramètres par défaut suivants: PAM par rapport à la cible: Après; Séquence de répétition: GUUUUAGAGCUAUGCUGUUUUG; Par rapport au guide : 3; Longueur de la séquence cible: 20; Coupe par rapport à la cible 5' start: Sense 17 Anti-sense 17.
      6. Cliquez sur le bouton Suivant pour voir les résultats de la synthèse synthétique de l’ARNc.
        REMARQUE: Dans cet exemple, l’ARNc cr suggéré à synthétiser reconnaîtra la cible d’ADN ATACATGCTGATAGTTACAC et sera situé à côté de PAM: AGG.
    2. Référencez le fichier ADN (créé à l’étape 1.1.) pour déterminer les meilleures séquences cibles candidates d’ARNc 20 nt qui résident le plus près du locus de miARN à supprimer et possèdent la plus grande spécificité pour la cible génomique prévue.
      1. Utiliser des outils d’analyse computationnelle hors ciblage pour évaluer la spécificité de l’ARNc cr candidat et prédire les sites potentiels de non-ciblage dans les loci génomiques non liés à la région d’intérêt du cluster de miARN ciblée (p. ex.,24,25,26,27).
      2. Enregistrer les résultats potentiels de non-ciblage pour référence ultérieure lors du génotypage des lignées cellulaires clonales CRISPR à colonie unique par PCR (étape 4.2.6.).
        REMARQUE: L’étendue de la complémentarité de séquence partagée entre l’oligonucléotide d’ARNc conçu et la séquence cible génomique dictera la façon sélective dont l’enzyme Cas9 clivent le génome à ce locus. Étant donné que l’ARN guide recuit vers la cible génomique dans une direction de 3' à 5', les incohérences à l’extrémité 5' de la séquence cible de l’ADN (les 8 à 10 premières bases) bloqueront souvent le clivage médié par Cas9. Si la séquence cible génomique partage l’homologie avec un autre locus génomique, sauf dans les huit premières bases de la séquence d’ADN, cet ARN guide devrait avoir une faible chance de dépersonnalisation sur ce site.
      3. Concevoir quatre ARNc uniques pour chaque locus de miARN ciblé : deux ARNc conçus pour cibler des séquences d’ADN complémentaires immédiatement à 5' de l’épingle à cheveux/cluster de miARN (5'A, 5'B) et deux ARNrc conçus pour cibler des séquences d’ADN complémentaires immédiatement 3' de l’épingle à cheveux/cluster de miARN (3'A, 3'B).
        REMARQUE: Lors de l’exécution des transfections CRISPR (dans la section 3), quatre combinaisons possibles de paires d’ARN guides de 5' et 3' (5'A + 3'A; 5'A + 3'B; 5'B + 3'A; 5'B + 3'B) seront testées pour chaque locus de miARN ciblé afin d’augmenter la probabilité de générer des délétions réussies de locus de miARN dans une seule expérience.
      4. Utilisez un outil d’édition de fonctions dans le fichier ADN créé (étape 1.1.) pour marquer la séquence cible d’ADN (avec PAM adjacent) pour chaque ARNc à synthétiser conçu.
  3. Concevoir et synthétiser des amorces de PCR (avant, arrière) flanquant les régions de grappes de miARN ciblées pour le génotypage des lignées cellulaires CRISPR (et étiqueter les amorces dans le fichier ADN créé).
    1. Pour le génotypage de lignées cellulaires porteuses de petites délétions génomiques pour des miARN étroitement groupés ou individuels, concevez des amorces PCR (avant, arrière) résidant à environ 150 pb de chaque côté du site de clivage Cas9 / région knockout qui permettront de détecter à la fois les fragments d’ADN de type sauvage (~ 600 pb) et knockout (~ 300 pb) dans une seule réaction de PCR par électrophorèse sur gel.
    2. Pour le génotypage de lignées cellulaires porteuses de grandes délétions génomiques pour des combinaisons de précurseurs de miARN ou l’ensemble du groupe de miARN, encore une fois concevoir des amorces de PCR (avant, arrière) résidant à environ 150 pb de chaque côté du site de clivage / knockout Cas9. Notez que, si la délétion ciblée du cluster de miARN s’étend sur >4 kb de longueur, la réaction de PCR ne détectera probablement que le fragment d’ADN knockout plus petit (~ 300 pb), mais pas le fragment d’ADN de type sauvage. Par conséquent, concevez des amorces PCR supplémentaires (avant, arrière) qui peuvent détecter la présence ou l’absence de gènes internes de grappes de miARN pour faciliter le processus de dépistage et valider les lignées cellulaires knockout homozygotes.

2. Génération de lignées cellulaires lentivirales stables portant la cassette d’expression Cas9 inductible DOX

REMARQUE: Effectuer tous les travaux de culture cellulaire et de virus dans une hotte de biosécurité certifiée en utilisant les procédures BSL2 et la technique aseptique.

  1. Déterminer le type de lignée cellulaire approprié pour les études CRISPR et les milieux de croissance préférés.
    REMARQUE: Ce protocole a été développé pour les lignées cellulaires du cancer de la prostate humaine LNCaP (milieu préféré: RPMI, 10% sérum bovin fœtal [FBS]) et PC3-ML (milieu préféré: DMEM, 10% FBS).
  2. Effectuer une courbe de « mort » de la blasticidine pour déterminer la concentration optimale de médicament à sélectionner pour les cellules infectées par le lentivirus porteuses de la cassette du gène de résistance à la blasticidine (étape 2.3.).
    1. Plaquez les cellules dans 11 puits d’une plaque de 24 puits et se développent à 37 °C, 5 % de CO2 dans le milieu préféré jusqu’à environ 75 % de confluent.
    2. Diluer la blasticidine (milieu de travail 1 mg/mL) dans le milieu privilégié avec une concentration finale allant de 0, 1 à 10 μg/mL et diluée par incréments de 1 μg/mL.
    3. Étiquetez les puits de la plaque de 24 puits ensemencée de 1 à 11. Retirer le milieu de croissance des puits et le remplacer par les concentrations appropriées de blasticidine.
    4. Changez le milieu avec les concentrations appropriées de blasticidine tous les deux jours pendant 7 à 10 jours.
    5. Examinez les cellules quotidiennement pendant le cours du temps et déterminez la concentration minimale de blasticidine nécessaire pour tuer toutes les cellules dans les 5 à 7 jours.
      REMARQUE: Une courbe de « destruction » de la blasticidine devra être effectuée pour chaque lignée cellulaire spécifique utilisée pour les expériences d’édition de gènes CRISPR.
  3. Infecter les cellules avec le lentivirus porteur de la cassette d’expression Cas9 inductible DOX et effectuer la sélection de la blasticidine en utilisant la concentration optimale déterminée à l’étape 2.2.
    1. Dans trois puits d’une plaque de 6 puits, ensemencer 5 × 104 cellules par puits et croître dans le milieu préféré à 37 °C, 5 % de CO2 pendant la nuit (ON).
    2. Le lendemain, décongeler le vecteur d’expression du lentivirus pour cas9 inductible doX (Lenti-iCas9) sur la glace. Mélanger doucement (ne pas vortexer les particules virales).
      REMARQUE: Conservez le lentivirus dans des aliquotes à -80 ° C pour éviter les cycles multiples de gel / dégel, ce qui diminuera les titres viraux et l’efficacité de l’infection.
    3. Calculer le volume nécessaire pour transduire 5 × 104 cellules avec le virus à une multiplicité d’infection de 0,3 (MOI = 0,3) en fonction de la concentration de titre viral.
    4. Pipeter le volume de virus approprié dans 250 μL (par puits) de milieu préféré sans sérum et sans antibiotique complété par 0,8 μg/mL de bromure d’hexadiméthrine. Mélanger doucement.
      REMARQUE: Le bromure d’hexadiméthrine est un polymère cationique qui augmente l’adsorption virale et l’efficacité des infections.
    5. Retirez le support. Ajouter les 250 μL de milieu de transduction préparé avec le virus Lenti-iCas9 (MOI = 0,3) aux cellules et incuber ON à 37 °C, 5 % de CO2. (Raccourcissez le temps d’incubation à 4-6 h si les cellules présentent des effets toxiques liés au virus.)
    6. Remplacez le milieu par un milieu frais préféré et laissez les cellules récupérer pendant 1-2 jours.
    7. Effectuer la sélection de la blasticidine sur les cellules infectées pendant 10 à 14 jours en utilisant la concentration optimale de blasticidine dérivée de la courbe de « tuer » décrite à l’étape 2.2.
      1. En parallèle, cultiver les cellules non infectées dans un milieu avec la concentration optimale de blasticidine à utiliser comme témoin positif pour la sélection virale.
    8. Changez le milieu complété par la concentration optimale de blasticidine tous les 3 jours pendant le temps de sélection pour éliminer les cellules mortes.
      REMARQUE: Seules les cellules qui survivent à la sélection de la blasticidine auront intégré le vecteur lentiviral.
    9. Développez les lignées cellulaires Lenti-iCas9 sélectionnées par la blasticidine.
      REMARQUE : Enregistrez le numéro de passage de cellule à chaque expansion.
      1. Congeler une partie des cellules Lenti-iCas9 dans le milieu préféré complété par 10% de diméthylsulfoxyde (DMSO) pour un stockage cryovial à long terme.
      2. Analyser une partie des cellules Lenti-iCas9 par transfert Western9 pour identifier la lignée cellulaire présentant les niveaux de protéine Cas9 inductibles par DOX les plus robustes (voir l’étape 2.3.).
  4. Effectuer une courbe de concentration de doxycycline sur les lignées cellulaires Lenti-iCas9 nouvellement établies afin de déterminer les conditions optimales pour l’induction de la protéine Cas9.
    1. Installez quatre plaques indépendantes de 6 puits pour chaque lignée cellulaire testée afin d’effectuer ce cours de temps de concentration DOX. La plaque 5 × 104 cellules par puits de chaque plaque de 6 puits et croître à 37 °C, 5% de CO2 dans le milieu préféré pendant 24 h.
    2. Diluer le DOX (base de travail 1 mg/mL) dans le milieu préféré avec une courbe de concentration finale de DOX comprise entre 0, 50, 100, 150, 250 et 500 ng/mL.
    3. Étiquetez les puits de chaque plaque de 6 puits ensemencée de 1 à 6. Retirer le milieu et le remplacer par les concentrations de DOX appropriées. Plaques de croissance 1-4 jusqu’aux points de temps suivants: 24 h, 48 h et 72 h d’induction DOX; et 120 h après le retrait du DOX (initialement 72 h induit par le DOX).
    4. Récoltez les puits de la plaque à chaque point temporel en utilisant des méthodes appropriées (p. ex. trypsinisation). Conservez les granulés de la cellule à -80 °C. Traiter les pastilles de cellules dans un tampon RIPA pour l’isolation des lysats et l’analyse par transfert western Cas9.
      1. Exécuter 40 μg de lysat cellulaire pour chaque échantillon du cours de temps d’induction DOX à l’aide d’un gel Bis-Tris dénaturant de 4% à 12% et transférer les protéines dans une membrane immunoblot.
      2. Hybrider la membrane immunoblot avec un anticorps primaire contre Cas9 pour détecter la protéine 160 kDa. Normaliser les niveaux de Cas9 à l’aide d’un gène d’entretien ménager tel que GAPDH (37 kDa).
    5. Sur la base des résultats du transfert western, déterminer la concentration optimale de DOX pour induire Cas9 dans les lignées cellulaires Lenti-iCas9.
      REMARQUE: Ce cours de temps révélera également à quel point l’expression de Cas9 est étroitement réglementée 120 h après le retrait du DOX.
    6. Établir des colonies unicellulaires pour les lignées cellulaires Lenti-iCas9 montrant une expression robuste de la protéine Cas9 afin d’optimiser les transfections CRISPR (à la section 3).

3. Réalisation de réactions CRISPR par induction Cas9 et transfection d’ARN guide synthétique de cellules à l’aide d’un format à haut débit

Remarque : Un diagramme de flux de travail est illustré à la figure 1.

  1. Sur le papier, cartographiez les combinaisons de paires d’ARNc qui seront transfectées dans chaque puits d’une plaque de 24 puits ciblant l’ensemble du groupe de miARN, diverses combinaisons de gènes de miARN en grappes, ainsi que des membres individuels du groupe de miARN.
    1. Sur la carte, étiquetez quatre puits par locus de miARN ciblé. Avoir chaque puits représentant une réaction de transfection, avec deux ARNc uniques positionnés à 5' et 3' du locus génomique knockout du miARN souhaité et du tracrRNA (rapport molaire recuit 1:1).
    2. Assurez-vous que chacun des quatre puits marqués représente une paire unique d’ARNc pour la transfection (p. ex., 5'A + 3'A; 5'A + 3'B; 5'B + 3'A; 5'B + 3'B).
      NOTE: La conception de deux ARNc de 5' et de deux ARNrc de 3' flanquant chaque locus de miARN ciblé (section 1) permet la génération de quatre paires d’ARN guides possibles de 5' et 3' dans la réaction de transfection.
  2. Plaquer la lignée cellulaire Lenti-iCas9 à 5 x 104 cellules/puits d’une plaque de 24 puits dans le milieu préféré contenant la concentration de DOX optimisée (déterminée à l’étape 2.4.). Cultiver les cellules pendant 24-48 h à 37 °C, 5% de CO2 pour induire l’expression de la protéine Cas9.
  3. Transfecter les cellules Lenti-iCas9 avec les ARN guides 5' et 3' préparés.
    1. Reconstituer les oligonucléotides d’ARNc et de tracrRNA synthétisés avec de l’eau sans nucléase à une concentration en stock de 10 μM. Conserver à -80 °C à long terme.
    2. Étiqueter quatre tubes de microcentrifugation de 1,5 mL par locus de miARN ciblé sur la base de la carte expérimentale conçue à l’étape 3.1., représentant les quatre combinaisons possibles de paires d’ARNc de 5' et 3' (5'A + 3'A; 5'A + 3'B; 5'B + 3'A; 5'B + 3'B).
    3. Dans chaque tube, mélanger un rapport molaire de 1:1 d’ARNr et d’ARNnc uniques (5' et 3') pour former le complexe d’ARN guide de 2 μM en utilisant la réaction suivante (volume final de 10 μL) :
      1. Ajouter 2,5 μL d’ARNr (souche de 10 μM), 1,25 μL de l’ARNc positionné 5' (stock de 10 μM), 1,25 μL de l’ARNc positionné 3' (stock de 10 μM) et 5 μL de 10 mM tris-HCL pH 7,5 à un tube de centrifugeuse de 1,5 mL. Microcentrifugeuse pendant 30 s à 16 000 × g à mélanger. Incuber à température ambiante (RT) pendant 5 min.
    4. À chaque tube, ajouter 40 μL de milieu sérique réduit (p. ex. Opti-MEM) aux 10 μL de réaction du complexe d’ARN guide (volume total de 50 μL). Mélanger doucement en pipetant de haut en bas.
    5. Dans un tube de centrifugeuse propre de 1,5 mL, mélanger doucement 2 μL du réactif de transfection28 (voir NOTE 3.3.5.1.) et 48 μL de milieu sérique réduit (p. ex. Opti-MEM, volume final de 50 μL) en pipetant de haut en bas. Incuber à RT pendant 5 min.
      1. Préparer un mélange maître du réactif de transfection en multipliant les quantités de réactif (2 μL) et de milieu sérique réduit (p. ex. Opti-MEM, 48 μL) par le nombre de puits à transfecter, plus 10 % de volume supplémentaire pour tenir compte de légères inexactitudes de pipetage.
        REMARQUE: Sélectionnez un réactif de transfection optimisé pour les petites transfections d’ARN et d’oligonucléotides d’ARN CRISPR, ainsi que pour la lignée cellulaire de type28.
    6. À chaque tube contenant les 50 μL de mélange d’ARN guide (à partir de l’étape 3.3.4.), ajouter les 50 μL du réactif de transfection dilué (à partir de l’étape 3.3.5.). Pipet le mélange lentement de haut en bas une fois pour mélanger. Incuber à RT pendant 20 min.
    7. Ajouter 400 μL de milieu sans antibiotique complété par du DOX (concentration optimale) à chaque tube contenant les 100 μL du mélange ARN/transfection guide. Pipet doucement pour mélanger.
  4. Retirez le milieu des cellules Lenti-iCas9 induites par DOX (étape 3.2.). Ajouter 500 μL de mélange milieu/DOX/ARN guide/transfection à partir de la carte expérimentale des plaques de 24 puits (étape 3.1.). Incuber les cellules transfectées pendant 48 h à 37 °C, 5 % de CO2.
  5. Remplacez le milieu par le milieu frais préféré sans DOX (pour éliminer la protéine Cas9 des cellules). Laissez les cellules récupérer pendant encore 24-48 h à 37 °C, 5% de CO2.
  6. Récoltez les cellules transfectées (trypsinisation) et préparez-les au génotypage et aux dilutions unicellulaires.
    REMARQUE: Les cellules représentent une population mixte contenant des cellules de type sauvage transfectées et non transfectées par le gène CRISPR. Cette étape déterminera l’efficacité de l’édition CRISPR avant d’investir du temps et des ressources dans l’expansion de colonies unicellulaires.
    1. Lavez les cellules 1x avec 1 mL de solution saline tamponnée au phosphate (PBS). Incuber les cellules dans 100 μL de trypsine pendant 5 min à 37 °C, 5 % de CO2 et transférer les cellules dans un tube centrifuge propre de 1,5 mL contenant 1 mL de milieu.
    2. Inverser pour mélanger et microcentrifuger les cellules pendant 5 min à 200 × g à 20 °C. Retirez le milieu et remettez en suspension la pastille cellulaire dans 1 mL de PBS.
    3. Microcentrifugez les cellules lavées pendant 5 min à 200 × g à 20 °C. Retirez le PBS et remettez en suspension la pastille de la cellule dans 150 μL du milieu préféré.
  7. Déterminer le nombre de cellules par microlitre des 150 μL de cellules remises en suspension à l’aide d’un hémocytomètre ou d’un instrument automatisé de comptage cellulaire.
  8. Séparer les 150 μL de cellules remises en suspension en trois parties.
    1. Congeler 1/3 des cellules transfectées (50 μL) dans un milieu plus 10 % de DMSO (volume final de 150 μL) dans les cryoviales pour une expansion future / stockage à long terme.
    2. Transférer 1/3 des cellules transfectées (50 μL) dans un tube PCR propre de 0,2 mL pour le génotypage.
      1. Microcentrifugez les cellules pendant 5 min à 200 × g à 4 °C et retirez le milieu.
      2. Remettre en suspension la pastille de cellule dans 100 μL de PBS.
      3. Microcentrifugez les cellules pendant 5 min à 200 × g à 4 °C et retirez le PBS. Conserver les granulés de cellules à population mixte à long terme à -80 °C.
      4. Traiter la pastille de cellule pour le génotypage à l’aide du flux de travail de la section 4.
    3. Préparer le 1/3 final des cellules (50 μL) pour la dilution et le placage dans un format de plaque de 96 puits pour générer des colonies unicellulaires.
      1. Sur la base du nombre de cellules à l’étape 3.7., calculer les dilutions nécessaires pour obtenir 10, 5, 2 et 1 cellule(s) dans 100 μL de milieu par puits d’une plaque de 96 puits.
      2. À l’aide d’un multi-pipettor à 12 canaux et d’un réservoir de réactif stérile, ajoutez 100 μL de cellules diluées par puits à deux rangées de la plaque (24 puits au total) pour chaque dilution (10, 5, 2 ou 1 cellule par puits). Prévoyez 4 à 6 semaines pour que les cellules se développent jusqu’à la confluence pour l’expansion de la colonie unicellulaire. Observez les cellules chaque semaine au microscope optique et notez si les colonies représentent des colonies à une ou plusieurs cellules.
      3. Recueillir environ 10 à 15 colonies unicellulaires pour le génotypage (section 4). Identifier au moins trois lignées de colonies unicellulaires indépendantes et knock-out pour chaque locus de miARN ciblé. Conservez les lignées unicellulaires de type sauvage comme contrôles.
        REMARQUE: Le nombre de dépistage dépendra du type de lignée cellulaire et de l’impact du phénotype knockout de miARN sur la croissance / viabilité cellulaire.

4. Génotypage par PCR de lignées cellulaires CRISPR à l’aide de lysats cellulaires bruts

  1. Récoltez des colonies unicellulaires individuelles à partir de puits presque confluents d’une plaque de 96 puits.
    REMARQUE: L’élimination du milieu / PBS décrit dans ces étapes peut être effectuée manuellement à l’aide d’un aspirateur à vide dans l’armoire de biosécurité, mais veillez à éviter la contamination croisée. Utilisez une nouvelle pointe de pipetman stérile « jaune » de 200 μL pour chaque puits de la plaque de 96 puits lors de l’aspiration, dans laquelle chaque pointe jaune échangée est fermement placée à l’extrémité d’une pipette de pâturage en verre stérile fixée à l’aspirateur à vide.
    1. Lavez les puits 1x avec 100 μL de PBS. Aspirez le PBS.
    2. Ajouter 50 μL de trypsine et incuber pendant 2-5 min à 37 °C, 5% de CO2.
    3. Pipetez doucement de haut en bas et transférez les cellules remises en suspension dans un tube de centrifugeuse de 1,5 mL contenant 1 mL de milieu.
    4. Inverser pour mélanger et abreuver doucement les cellules dans une microcentrifugeuse pendant 5 min à 200 × g à 20 °C.
    5. Retirez le support et ajoutez 1 mL de PBS. Faites glisser doucement le tube pour perturber la pastille et inversez plusieurs fois pour mélanger.
    6. Microcentrifugeuse pendant 5 min à 200 × g à 20 °C pour granuler les cellules.
    7. Retirez le PBS et remettez en suspension le granulé dans 300 μL de PBS frais.
    8. Divisez l’échantillon de 300 μL en deux parties.
      1. Transférer 200 μL des cellules (2/3 de la pastille) dans un puits d’une plaque de 24 puits contenant 1 mL du milieu préféré. Une fois le génotype validé, utilisez ces cellules pour élargir les lignées cellulaires knockout médiées par CRISPR pour l’analyse fonctionnelle.
      2. Transférer 100 μL des cellules (1/3 de la pastille) dans un tube PCR de 0,2 mL. Microcentrifugeuse pendant 5 min à 3 000 x g à 4 °C. Retirez le PBS. Conserver la pastille à -80 °C.
  2. Préparer des lysats cellulaires bruts pour le génotypage et l’analyse de séquence à l’aide des amorces PCR conçues à l’étape 1.3. Inclure les lysats cellulaires préparés à partir de cellules non transfectées dans ces expériences pour les utiliser comme témoins positifs de type sauvage.
    1. Remettre en suspension la pastille cellulaire dans 4 μL de tampon d’ADN polymérase 5x (voir le tableau des matériaux, concentration finale 1x), 1 μL de protéinase K (stock de 20 ng/mL), 1 μL de RNase A (stock de 10 ng/mL) et de l’eau sans nucléase jusqu’à un volume total de 20 μL.
    2. Lyser les cellules dans un thermocycleur à l’aide d’un programme de PCR : 56 °C pendant 30 min et 96 °C pendant 5 min. Stocker les lysats cellulaires à -20 °C.
    3. Effectuer une réaction de PCR à l’aide des amorces de PCR conçues (avant, arrière) qui flanquent les sites ciblés de l’ARN guide 5' et 3' (tableau 1).
      REMARQUE: Les conditions du tampon d’ADN polymérase et du thermocycleur dépendront de l’enzyme ADN polymérase Taq utilisée pour la réaction de PCR. Ce protocole a été optimisé pour une Phusion HF ADN Polymérase.
      1. Mettre en place le mélange de réactions PCR sur glace : 5 μL de 5x tampon d’ADN polymérase, 0,5 μL d’amorce PCR directe (10 μM de stock), 0,5 μL d’amorce de PCR inverse (10 μM de stock), 0,5 μL de 10 mM de dNTPs, 0,25 μL d’ADN polymérase, 1-4 μL de lysat cellulaire et de l’eau sans nucléase jusqu’à un volume total de 25 μL.
      2. Exécutez la réaction PCR dans un thermocycleur à l’aide du programme : 98 °C pendant 3 min, et 35 cycles de 98 °C pendant 10 s, 62 °C pendant 15 s, 72 °C pendant 15 s, puis 72 °C pendant 10 min. Maintenir jusqu’à 4 °C. Voir NOTE 4.2.3. au-dessus.
    4. Chargez les produits PCR sur un gel d’agarose à 1% pour l’analyse par électrophorèse.
    5. Extraire l’ADN des fragments PCR isolés de la taille moléculaire prédite pour les génotypes knockout (et de type sauvage). Préparez les échantillons pour le séquençage de l’ADN.
    6. Valider que la réaction CRISPR a réussi et effectuer le séquençage de l’ADN des fragments pcR isolés pour identifier le site de clivage Cas9 et confirmer la délétion du locus miARN.
      1. Isolez au moins trois lignées cellulaires knockout indépendantes pour chaque locus de miARN ciblé par CRISPR. Conserver des lignées cellulaires de type sauvage (et hétérozygotes) pour les utiliser comme témoins dans les études fonctionnelles en aval.
      2. Effectuer une analyse qRT-PCR ou Northern Blot pour confirmer que les lignées cellulaires knockout n’expriment pas de miARN mature pour le locus supprimé.
        REMARQUE: Le séquençage du génome entier (WGS) est la méthode la plus définitive pour valider l’édition et le dé-ciblage du gène CRISPR.
      3. Test des effets de dé-ciblage CRISPR par PCR, qui ont été prédits par calcul (étape 1.2.3.) 24,25,26,27.
      4. Si un criblage intensif de colonies unicellulaires n’aboutit qu’à des génotypes hétérozygotes, répétez la transfection d’ARN guide dans les lignées hétérozygotes unicellulaires.
        REMARQUE : L’incapacité d’obtenir des lignées cellulaires knockout homozygotes pourrait indiquer des effets mortels dus à la perte de miARN ou à la complexité génomique inhérente (p. ex., duplications/fusions de chromosomes) de la lignée cellulaire parentale qui nécessitent une analyse plus approfondie.

Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.

Résultats

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ce protocole de délétion CRISPR à haut débit a été utilisé avec succès en utilisant la transfection de lignées cellulaires cancéreuses humaines LNCaP et PC3-ML inductibles par Cas9 avec des ARN guides d’oligonucléotides synthétiques ciblant le cluster miR-888, qui ont été étudiés dans le contexte du cancer de la prostate. Le groupe miR-888 a été initialement identifié dans un dépistage de profilage d’expression comme étant élevé chez les patients atteints d’un cancer de la prostate atteints d’une maladie de

Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Cette procédure d’édition de gènes CRISPR permet à l’investigateur de générer rapidement un panel entier de lignées cellulaires portant des combinaisons uniques de délétion de grappes de miARN. La transfection d’ARN guides synthétiques composés d’ARNnc génomiques spécifiques à un site de 5' et 3' recuits avec de l’ARNr synthétique (rapport molaire 1:1) dans ce protocole évite le sous-clonage vectoriel plasmidique fastidieux et permet une conception expérimentale plus flexible et à haut débit utilisant un format à 24 puit...

Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.

Déclarations de divulgation

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Les auteurs n’ont aucun conflit d’intérêts à divulguer.

Remerciements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Les lignées cellulaires PC3-ML ont été aimablement fournies par Mark Stearn (Drexel University College of Medicine). Justin Toxey a aidé au génotypage par PCR. Ce travail a été soutenu par une subvention de la Fondation Breedan Adams, un Fonds de recherche translationnelle Ryan et une subvention du Commonwealth Health Research Board (CHRB-274-11-20) à AE-K.

Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Tubes PCR de 0,2 ml, bouchon platFisher14-230-225Plasticware
Tubes de microcentrifugation de 1,5 mLSeal-Rite1615-5500Plasticware
Plaque de culture tissulaire à 24 puitsCorning Costar  ; 09761146Plasticware
5x Phusion HF BufferThermo ScientificF-518LRéactif PCR, génotypage
Plaque de culture tissulaire à 6 puitsFisherFB012927Plasticware
Plaque de culture tissulaire à 96 puitsFalcon08-772-2CPlasticware
Anticorps anti-CRISPR-Cas9 [7A9-3A3], Souris monoclonaleAbCamab191468Réactif Western blot ; 160 kDa ; dilution 1:200
Antibiotique-Antimycosique (100x)Gibco15240062Tisuue réactif de culture
BLAST nucléotide moteur de recherche NationalCenter for Biotechnology InformationNAFreeware ; site web : blast.ncbi.nlm.nih.gov
Blasticidin S, Hydrochloride, Streptomyces griseochromogenesCalbiochemCAS 589205CRISPR reagent ; Produit chimique, Matériau de travail = 1 mg/mL dans l’eau
Compteur de cellules automatisé Comtess 3InvitrogenA50298Équipement ; Compteur de cellules
Tubes cryogéniquesThermo Scientific50001012Plasticware
Dharmacon CRISPR Design ToolHorizon Discovery Ltd.NAFreeware ; site web : horizondiscovery.com/en/ordering-and-calculation-tools/crispr-dna-region-designer
DharmaFECT siRNA Transfection Reagent #2Dharmacon, Inc.T-2002-02Réactif de transfection ; Lignées cellulaires LNCaP et PC3-ML
Diméthylsulfoxyde (DMSO)Fisher  ; BP231100Réactif de culture Tisuue
Milieu DMEM avec L-Glutamine, 4,5 g/L de glucose et Pyruvatede sodium CorningMT10013CVréactif de culture Tisuue ; Milieu pour cellules PC3-ML
Chlorhydrate de doxycycline, solution prête à l’emploiSigma-AldrichD3072-1MLréactif CRISPR ; Produit chimique, charge de travail = 1 mg/mL de stock dans l’eau
DPBS, sans calcium, sans magnésiumGibco14190144Tisuue
Edit-R CRISPR-Cas9 TracrRNA synthétique, 20 nmol, conçuDharmacon, Inc.U-002005-20Réactif CRISPR ; Oligonucléotides universels de tracrRNA
Edit-R Synthetic crRNA,
dessalé/déprotégé, 2 nmol		Dharmacon, Inc.crRNA-460XXX; Conçu oligonucléotides d’ARNcr
EditR Inductible Lentiviral hEF1aBlastCas9 Particules de nucléases, 50 &mu ; L, 107 TU/mLDharmacon, Inc.VCAS11227réactif CRISPR ; Lenti-iCas9 ; Système vectoriel lentiviral inductible par la doxycycline Streptococcus pyogenes Cas9
Ensembl genomic viewerEnsemblNAFreeware ; site web : [ensembl.org] Utilisation : Genome browser pour identifier un seuqnces nucléotidiques contenant le cluster de miARN et les séquences géniques/régulatrices environnantes.
GAPDH Anticorps (FL-335), polyclonal de lapinSanta Cruz Biotechnologysc25778Réactif Western blot ; 37 kDa ; dilution 1:500
Gel/PCR Kit d’extraction de fragments d’ADNIBI ScientificIB47010Réactif d’électrophorèse sur gel d’acide nucléique
Gibco Sérum fœtal bovin, certifiéGibco16000044Réactif de culture Tisuue
Bromure d’hexadiméthrineMilliporeSigmaH9268Réactif CRISPR ; Produit chimique, matériau de travail = 0,8 mg/mL
Membrane PVDF Immobilon-FLMilliporeSigmaIPFL10100réactif de transfert Western ; tampon
de blocage de nitrocellulose Intercept (TBS)LI-COR927-60001Réactif de transfert Western
IRDye 680RD Anticorps secondaire IgG anti-souris de chèvreLI-COR926-68070Réactif de transfert Western
IRDye 800CW Anticorps secondaire anti-IgG de lapinLI-COR926-32211Réactif Western blot
MicrocentrifugeuseEppendorf  ; 5425 RPlasticware
miRBase microRNA viewermiRBaseNAFreeware ; site web : [mirbase.org] Utilisation : Borowser répertorie toutes les épingles à cheveux de miARN annotées, les séquences de miARN matures et la cartographie des miARN groupés associés dans 10 kb.
NuPAGE 4 à 12 %, Bis-Tris, 1,0 mm, mini gel protéique,InvitrogenNP0321BOXWestern blot
système d’imagerie Odyssey CLx, équipementLI-CORCLx ; Imagerie par transfert Western
Opti-MEM Sérum réduit MoyenRéactiftransfection
Gibco 31985062 Owl D2 Système d’électrophorèse à gel largeHibouD2-BPÉquipement ; Système d’électrophorèse sur gel d’acide nucléique
Amorces PCR, conçues (oligonucléotides d’ADN simple brin)Technologie d’ADN intégréeNARéactif PCR, génotypage
Phusion ADN polymérase haute fidélité (2 U/µ ; L)Thermo ScientificF530SRéactif PCR, génotypage
RIPA Lysis Buffer 10xMilliporeSigma20-188Western blot
Réactif Protéinase K Solution (20 mg/mL), INVITROGEN 25530049 de qualité ARNRéactif PCR, génotypage
RNase A, DNase et protéase (10 mg/mL)Thermo ScientificEN0531Réactif PCR, génotypage
RPMI 1640 MediumGibcoMT10041CVTisuue ; Supports pour cellules LNCaP
SnapGene Viewer SnapGeneNAFreeware ; site web : [snapgene.com]  ; Utilisation : Programme logiciel d’annotation de séquences d’ADN pour créer un fichier d’ADN pour la conception d’ARNg et qui  ; met en évidence le locus du cluster de miARN (intergénique, intronique), chaque séquence individuelle de miARN en épingle à cheveux appartenant au cluster de miARN et d’autres gènes codants et non codants à proximité et/ou des caractéristiques régulatrices
TrypLE Select Enzyme (1x), pas de rouge de phénolGibco12563029réactif de culture Tisuue ; Trypsine recombinante
Agarose UltraPureInvitrogen16500100Réactif d’électrophorèse sur gel d’acide nucléique
Veriti Thermocycleur rapide à 96 puitsThermoFisher Scientific4375305
Équipement XCell SureLock Mini-Cell Système d’électrophorèseInvitrogenEI0001Équipement ; Système d’électrophorèse sur gel protéiné
Réactif de culture réactif CRISPR réactif 10 puits, de Réactif de culture  ;

Références

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Hasegawa, T., Lewis, H., Esquela-Kerscher, A. Translating MicroRNAs to the Clinic. Laurence, J. , Academic Press. 329-369 (2017).
  2. Lewis, H., Esquela-Kerscher, A. Systems Biology of Cancer. Thiagalingam, S. , Cambridge University Press. Ch. 9 134-153 (2015).
  3. Esquela-Kerscher, A., Slack, F. J. Oncomirs - microRNAs with a role in cancer. Nature Reviews Cancer. 6 (4), 259-269 (2006).
  4. Breving, K., Esquela-Kerscher, A. The complexities of microRNA regulation: mirandering around the rules. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. 42 (8), 1316-1329 (2010).
  5. Griffiths-Jones, S., Saini, H. K., van Dongen, S., Enright, A. J. miRBase: tools for microRNA genomics. Nucleic Acids Research. 36, Database issue 154-158 (2008).
  6. Kabekkodu, S. P., et al. Clustered miRNAs and their role in biological functions and diseases. Biological Reviews. 93 (4), 1955-1986 (2018).
  7. Xiang, J., Wu, J. Feud or friend? The role of the miR-17-92 cluster in tumorigenesis. Current Genomics. 11 (2), 129-135 (2010).
  8. Aqeilan, R. I., Calin, G. A., Croce, C. M. miR-15a and miR-16-1 in cancer: discovery, function and future perspectives. Cell Death & Differentiation. 17 (2), 215-220 (2010).
  9. Hasegawa, T., et al. Characterization and evidence of the miR-888 cluster as a novel cancer network in prostate. Molecular Cancer Research. , (2018).
  10. Lewis, H., et al. miR-888 is an expressed prostatic secretions-derived microRNA that promotes prostate cell growth and migration. Cell Cycle. 13 (2), 227-239 (2014).
  11. Xu, J., et al. Evidence for a prostate cancer susceptibility locus on the X chromosome. Nature Genetics. 20 (2), 175-179 (1998).
  12. Schleutker, J., et al. A genetic epidemiological study of hereditary prostate cancer (HPC) in Finland: frequent HPCX linkage in families with late-onset disease. Clinical Cancer Research. 6 (12), 4810-4815 (2000).
  13. Farnham, J. M., Camp, N. J., Swensen, J., Tavtigian, S. V., Albright, L. A. Confirmation of the HPCX prostate cancer predisposition locus in large Utah prostate cancer pedigrees. Human Genetics. 116 (3), 179-185 (2005).
  14. Brown, W. M., et al. Hereditary prostate cancer in African American families: linkage analysis using markers that map to five candidate susceptibility loci. British Journal Of Cancer. 90 (2), 510-514 (2004).
  15. Bochum, S., et al. Confirmation of the prostate cancer susceptibility locus HPCX in a set of 104 German prostate cancer families. Prostate. 52 (1), 12-19 (2002).
  16. Doudna, J. A., Charpentier, E. Genome editing. The new frontier of genome engineering with CRISPR-Cas9. Science. 346 (6213), 1258096(2014).
  17. Adli, M. The CRISPR tool kit for genome editing and beyond. Nature Communications. 9 (1), (2018).
  18. Jinek, M., et al. A programmable dual-RNA guided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity. Science. 337 (6096), 816-821 (2012).
  19. SnapGene® software (from Insightful Science; available at snapgene.com). , Available from: https://www.snapgene.com (2022).
  20. Ensembl Release 104 genome browser (from EMBL-EBI). , Available from: https://www.ensembl.org (2022).
  21. Howe, K. L., et al. Ensembl 2021. Nucleic Acids Research. 49, 884-891 (2021).
  22. miRBase: the microRNA database, Release 22.1 (from Griffiths-Jones laboratory). , Available from: https://www.mirbase.org (2022).
  23. Dharmacon CRISPR Design Tool (from Dharmacon). , Available from: https://www.horizondiscovery.com/en/ordering-and-calculation-tools/crispr-dna-region-designer (2022).
  24. Tools for Guide Design and Off-Target Prediction (MIT CRISPR Design Tool from the Zhang Lab). , Available from: http://crispr.mit.edu (2022).
  25. Sangsu Bae, J. P., Kim, J. -S. Cas-OFFinder (from Sangsu Bae, Jeongbin Park, Jin-Soo Kim). , Available from: http://www.rgenome.net/cas-offinder/ (2022).
  26. Off-Spotter (Venetia Pliatsika & Isidore Rigoutsos of the Jefferson Computational Medicine Center). , Available from: https://cm.jefferson.edu/Off-Spotter/ (2022).
  27. Bao, X. R., Pan, Y., Lee, C. M., Davis, T. H., Bao, G. Tools for experimental and computational analyses of off-target editing by programmable nucleases. Nature Protocols. 16 (1), 10-26 (2021).
  28. Dharmacon DharmaFECT Transfection Reagent Cell Type Guide. Choose Dharmacon DharmaFECT 1, 2, 3, or 4 for optimal transfection of siRNA or miRNA reagents. , Available from: https://horizondiscovery.com/-/media-Files/Horizon/resources/Selection-guides/dharmafect-cell-type-guidelines.pdf (2022).
  29. Baffoe-Bonnie, A. B., et al. A major locus for hereditary prostate cancer in Finland: localization by linkage disequilibrium of a haplotype in the HPCX region. Human Genetics. 117 (4), 307-316 (2005).
  30. Zhang, R., Peng, Y., Wang, W., Su, B. Rapid evolution of an X-linked microRNA cluster in primates. Genome Research. 17 (5), 612-617 (2007).
  31. Ohnuki, Y., Marnell, M. M., Babcock, M. S., Lechner, J. F., Kaighn, M. E. Chromosomal analysis of human prostatic adenocarcinoma cell lines. Cancer Research. 40 (3), 524-534 (1980).
  32. Beheshti, B., Karaskova, J., Park, P. C., Squire, J. A., Beatty, B. G. Identification of a high frequency of chromosomal rearrangements in the centromeric regions of prostate cancer cell lines by sequential giemsa banding and spectral karyotyping. Molecular Diagnosis. 5 (1), 23-32 (2000).

Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.

Réimpressions et autorisations

Demander l’autorisation de réutiliser le texte ou les figures de cet article JoVE

Demander une autorisation

Mots-clés

R seaux d ARN non codantslign es cellulaires canc reusesinduction de la prot ine Cas9g notypage par PCRconception d ARN guidestransfection lentiviralecolonies de cellules uniqueslectrophor se sur gel

Articles connexes