$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
בנייר זה, אנו שואפים לשפר את ייחודה של Cas9 על ידי שילוב של אסטרטגיות שונות. פותחו שיטות שונות של הימנעות ההשפעות את המטרה של CRISPR-Cas9. לדוגמה, ניתן להשתמש sgRNAs קטום כדי להשיג ירידה לפרטים גבוה1. בנוסף, ניתן לשנות השיטה של Cas9 משלוח של תבנית פלסמיד לתבנית RNP כדי להשיג ירידה לפרטים גבוה יותר2. חומצת אמינו ספציפית שאריות Cas9 הפישחה ינפל תומימת סטרפטוקוקוס (SpCas9) חלבון שונו בהתאם הרציונלי עיצוב שתוארה לעיל4,3,5. לחלופין, שאריות חומצה אמינית שונתה באופן אקראי, גרסאות Cas9 עם יחודיות הגבוהה זוהו באמצעות שמרים6 או7, e. coli8 מערכת הסינון.
עם זאת, קבוצות רבות דיווחו כי גרסאות Cas9 הנדסה לאחור באמצעות העיצוב כדי להחליש את האינטראקציה לא ספציפית בין Cas9 את המצע בנספח פעילויות ביעד נמוך7,8,9, 10 , 11 , 12. פיתחנו של e. coli-מבוסס מערכת אבולוציה מכוונת, צלף מסך, למסך משתנים Cas9 mutagenized באופן אקראי. E. coli מערכת הסינון יש יתרונות על פני מערכת שמרים בגלל היעילות זמן והתמרת גבוה יותר מהר ההכפלה של e. coli.
בחירה שליליות וחיוביות, המבוסס על שלושה פלסמידים שונים ועל הגן עניין (גוי) משולב לתוך הגנום e. coli , משמשים מסך צלף. גרסאות Cas9 באים לידי ביטוי תחת מערכת כפולה-יזם CMV-PltetO1 של פלסמיד מספר עותק נמוך כך ניתן לבחון את המועמדים המזוהים ב- e. coli בתאי יונקים ללא צורך subcloning. גוי הוא הציג לתוך הגנום e. coli באמצעות מערכת transposon Tn7. פלסמיד sgRNA, אשר מכיל מקור רגיש לטמפרטורה של שכפול, מבטא את sgRNA של פילוח של גוי; עם זאת, sgRNA ואת גוי רצפים הם לא מתאימים. אתר יעד sgRNA להתאמה מושלמת קיים פלסמיד השלישי המכילים את הגן ccdB , שמקודד מוצר קטלני מרעילה gyrase. במערכת זו, תאים לבטא את Cas9 וריאציות עם פעילויות מחוץ-יעד גבוה מוסרים כי כפול-strand מעברי (DSBs) הם הציגו לתוך האתר לא תואמת ממוקם ב- DNA גנומי. מצד שני, התאים לבטא את Cas9 וריאציות עם פעילויות ביעד נמוך גם מוסרים בגלל התבטאות גנים קטלני ccdB . ניתן לשנות את רמת הביטוי של המשתנים Cas9 על ידי שינוי הריכוז של anhydrotetracycline (ATC), אשר מתאימה את כוח הבחירה.
אנחנו הסיק כי איתור אתר היעד sgRNA תואמים ב- DNA גנומי, ולא על פלסמיד יגביר את הרגישות של המערכת. היתרון של גישה זו הוא שיש אתר גנומית אחד בלבד, ואילו היו פלסמידים רבים, שכל אחד מהם מכיל אתר יעד, בתוך אחת תא החיידק .
באמצעות מערכת זו, זיהינו משתנה Cas9, צלף-Cas9, אשר מציג את פעילויות ביעד WT ברמת צמצמה את המטרה פעילויות בהשוואה WT Cas9. צלף-Cas9 ניתן להשיג יחס ירידה לפרטים גבוהה יותר על-ידי שימוש sgRNAs קטום או מבוסס-RNP משלוח במקום משלוח מבוסס פלסמיד.