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La construction de bibliothèques de plasmides à l’échelle du génome à partir des ressources disponibles est la base et la condition préalable à l’utilisation de la génomique fonctionnelle pour disséquer les processus biologiques. Les méthodes de clonage à haut débit actuelles, y compris les systèmes de clonage Gateway, In-Fusion, Creator et Univector, nécessitent une amplification par PCR des fragments d’ADN cibles 1,2,3,4,5. Cette condition préalable implique des flux de travail de traitement spécifiques aux fragments englobant plusieurs opérations standardisées, y compris, mais sans s’y limiter, la conception d’amorces d’oligonucléotides, la purification de gel et la validation de séquences par séquençage. Par conséquent, la construction de banques de plasmides à l’échelle du génome (par exemple, les bibliothèques de surexpression d’ADNc/ORF) est devenue laborieuse et chronophage, ce qui entrave l’avancement de la génomique fonctionnelle.
Auparavant, nous avons développé CRISPRmass, une méthode de clonage à haut débit conçue pour intégrer des fragments d’ADN spécifiques (par exemple, le module UAS) dans plusieurs plasmides partageant des squelettes vectoriels identiques6. À l’aide de CRISPRmass, nous avons construit plus de 5 500 plasmides UAS-ADNc/ORF basés sur GAL4/UAS à partir d’une banque d’ADNc/ORF de la drosophile , la Drosophila Genomics Resource center (DGRC) Gold Collection6. Cependant, CRISPRmass n’a pas la capacité de transférer des fragments d’ADN entre vecteurs, ce qui limite son application dans le clonage à haut débit.
Pour remédier à ces limitations, nous avons développé le clonage de navette basé sur CRISPR (CRISPRshuttle), une nouvelle méthode à haut débit qui facilite le transfert de plusieurs fragments d’ADN cibles vers des vecteurs de destination à partir de plasmides donneurs7. Ce processus ne nécessite que deux réactions séquentielles en éprouvette, contournant ainsi la nécessité de manipuler des cibles d’ADN discrètes spécifiques à des fragments7.
Le protocole CRISPRshuttle implique deux réactions séquentielles en éprouvette (Figure 1). Tout d’abord, les séquences de squelette vectorielle partagées des plasmides donneurs sont clivées par Cas9/sgRNA pour libérer des fragments d’ADN cibles. Ces fragments sont ensuite transférés sur la cassette CRISPRshuttle d’un vecteur compatible avec CRISPRshuttle via un assemblage Gibson pour générer les plasmides finaux. Une cassette CRISPRshuttle comprend une séquence de squelette vectorielle de ~20-40 pb qui flanque les extrémités 5' et 3' des fragments d’ADN provenant de plasmides donneurs, et un ou deux sites de reconnaissance d’enzymes de restriction uniques situés entre ces séquences flanquantes. Un vecteur compatible avec CRISPRshuttle est construit en insérant une cassette CRISPRshuttle dans un vecteur de destination, qui est ensuite linéarisé en digérant les sites de restriction à l’intérieur de la cassette. Le vecteur de destination doit être porteur d’un gène de résistance aux antibiotiques distinct de ceux des plasmides donneurs ; S’il est identique, le gène de résistance doit être remplacé par un gène distinct avant d’être utilisé.
Ici, nous présentons un protocole détaillé utilisant CRISPRshuttle pour construire une banque de plasmides UAS-cDNA/ORF. Ce processus implique le transfert d’ORF humains de la bibliothèque d’expression lentivirale CCSB-Broad dans le vecteur de transgenèse de la drosophile pBID-UASC 8,9. CRISPRshuttle rationalise la construction de banques de plasmides à l’échelle du génome, facilitant ainsi les études de génomique fonctionnelle.