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방법 논문

CRISPR/Cas9-중재 유전자 녹아웃 셀 분할에 대 한 Integrase 불충분 한 Lentiviral 벡터의 생산을 위한 프로토콜

16.1K 조회수

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DOI:

10.3791/56915

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2017년 12월 12일

이 논문에서

요약

우리는 셀에 CRISPR/Cas9를 제공 하기 위한 차량으로 integrase 불충분 한 lentiviral 벡터 (IDLVs)의 생산 전략을 설명 합니다. 셀에서 편집 하는 신속 하 고 강력한 유전자를 중재 하는 능력, IDLVs 안전 제시와 유전자 배달에 대 한 동등 하 게 효과적인 벡터 플랫폼 integrase 유능한 벡터에 비해.

초록

Lentiviral 벡터 셀 안정적으로 세포의 광범위 한 범위를 시험 하 고 높은 수준의 유전자 발현의 중재에 대 한 자신의 능력 때문에 유전자 편집 구성 요소를 제공 하기 위한 이상적인 선택입니다. 그러나, 호스트 세포 게놈으로 통합 하는 능력 강화 insertional 변이의 위험 하 고 따라서 안전 우려를 제기 하 고 임상 조정에 있는 그들의 사용을 제한. 또한, 유전자 편집 구성의 영구 식 무차별 유전자 타겟팅의 확률이 통합 관할 lentiviral 벡터 (ICLVs) 증가 의해 전달. 대신, integrase 불충분 한 lentiviral 벡터 (IDLVs)의 새로운 세대 개발 되었습니다 많은 이러한 문제를 해결 하는. 여기 CRISPR 중재 유전자 편집 및 목록에 대 한 새로운 기능 및 향상 된 IDLV 플랫폼의 생산 프로토콜 단계 정화에 관여 하 고 설명 하는 같은 벡터의 농도 변환 및 HEK 293T를 사용 하 여 유전자 편집 효율성 셀 시연 했다. 이 프로토콜은 쉽게 확장 가능한 고 시험 세포 생체 외 고 에 비보수 있는 높은 titer IDLVs를 생성 하는 데 사용할 수 있습니다. 또한,이 프로토콜은 ICLVs의 생산을 위해 쉽게 적용할 수 있습니다.

서론

정확한 유전자 편집 유전 질병을 해결 하기 위해 새로운 전략의 개발을 포함 하는 주요 생물 의학 발전의 초석을 형성 한다. 유전자 편집 기술의 최전선 이다는 c광택 regularly-난nterspaced s읽힌 palindromic repeats (CRISPR)의 사용에 의존 하는 방법 / 처음 확인 된 Cas9 시스템 으로 바이러스 유전 물질 (참조1,2검토)의 침공에 대 한 세균의 구성 요소입니다. 아연 손가락 nucleases (ZFNs) 등 전사 활성 제 같은 이펙터 nucleases (TALENs) (참조3에서 검토 한 결과), 다른 유전자 편집 도구 CRISPR/Cas9 시스템의 주요 이점은 이다 플라스 미드 디자인의 상대적 단순 하 고 CRISPR 구성 요소 건설-기능 유전자 편집, 몇 가지 전문된 실험실에서 훨씬 더 광범위 한 연구 공동체의 확장을 강화 했다. 또한, CRISPR/Cas9 프로그래밍의 단순 하 고 다중화 대상 인식에 대 한 용량 추가 비용 효율적이 고 사용 하기 쉬운 기술로 인기를 연료 있습니다. 셀에 같은 유전자 편집 ....

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프로토콜

1. HEK 293T 세포 배양과 Transfection에 대 한 셀을 시드

참고: 인간 미 발달 신장 293T DMEM, 10% 소 송아지 혈 청 철 및 성장 발기인 및 항생제 antimycotic 솔루션 x 1 보충으로 보충 하는 높은 포도 당 미디어에서에서 재배 되 고 (HEK 293T) 세포 (100 x 솔루션 포함 10000 단위 페니실린 10 mg 스와 25 µ g 암포 B mL 당). 미디어는 또한 1 x 나트륨 pyruvate, 1 x 비 필수 아미노산 믹스, 그리고 2 mM L-글루타민 보충 (재고 200 mM L-alanyl-L-글루타민 dipeptide 0.85 %NaCl에서). 셀 (대략 성장 표면적은 55 c m ²) 100 m m 조직 문화 접시에 교양. 1시 10분의 하위 재배 비율 하위 모든 2-3 일 배양 사용 됩니다. 트립 신-EDTA 0.05% 통행 사이 세포의 분리에 사용 됩니다. 실험 간에 일관성을 유지, 세포 성장, transfection 효율에에서 어떤 변화를 모니터링 하 고 생산 벡터 다른 많은/일괄 전환 시 테스트 종 아리 세라 추천 우리.

  1. 10cm 조직 문화 접시에 뿌리기에 의해 낮은 통로 셀 (그것 후에 통로 15 또는 성장 감속 경우 셀을 사용 하지 않도록 권장)를 사용 하 ....

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결과

IDLV-CRISPR/Cas9 벡터의 녹아웃 효율성의 유효성 검사
우리는 유전자 녹아웃 CRISPR/Cas9-중재의 효율성을 확인 하기 위해 모델 GFP 표현 293T 세포를 사용. GFP + 셀 HEK 293T 세포 pLenti-GFP (vBK201a) 0.5 (그림 3b, "no 바이러스" 패널)의 나에의 변환에 의해 생성 되었다. SgRNA-GFP/Cas9 모든-에-하나의 벡터 카세트 IDLV 또는 ICLV 입자에 포장 되었다 그리고 생산 효율 p24 일 라 (위; 참조 고 그림 3a)에 의해 평가 되었다. S p 1-바인딩 사이트 (다음 농도)를 포함 하는 벡터의 titers 10의 범위에 있을 것을 발견 했다10 화/mL. 우리는 다음 형광 현미경 검사 법 (

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토론

IDLVs는 vivo에서 유전자-편집, mutagenesis 배달 플랫폼22 통합에 비해 이러한 벡터와 관련 된의 낮은 위험 때문에 크게 유전 질병의 맥락에서 특히 선택의 차량으로 등장 하기 시작 했습니다. , 28. 현재 원고, 우리는 우리의 실험실28에 최근 개발한 향상 된 모든-에-하나의 IDLV-CRISPR/Cas9 시스템의 생산과 관련 된 프로토콜에 자세히 설명 하고자.

기존 플랫폼을 수정
이 방법으로 1 x 1010 화/mL (그림 3a)의 범위에서 IDLV-CRISPR/Cas9와 ICLV-CRISPR/Cas9 벡터 titers에서 생성할 수 있었습니다. 생산 효율에서이 향상이 모두 한 CRISPR/Cas9 벡터 카세트에 .......

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공개 사항

USC-499-P 특허 (1175)이이 원고에 설명 된 작업에 관하여 사우스 캐롤라이나 대학에 의해 제기 되었다.

감사의 글

우리는 신경 생물학의 학과 듀크 대학의과 대학 및 기초 과학, 듀크 대학에 대 한 학장의 사무실 감사 하 고 싶습니다. 우리는 또한 원고에 의견에 대 한 공작 바이러스 성 벡터 코어의 회원을 감사합니다. 플라스 미드 pLenti CRISPRv2 Feng 장 (브로드 연구소)에서 선물 했다. LV-포장 시스템 플라스 미드 psPAX2를 포함 하 여, VSV G, pMD2.G, pRSV 계 Didier Trono (EPFL, 스위스)에서 종류 선물 했다. 이 작품에 대 한 재정 지원에의 사우스 캐롤라이나의과 대학에 의해 제공 된 RDF18080 E202 (B.K) 부여 합니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
Equipment
Optima XPN-80 초원심분리기Beckman CoulterA99839
Allegra 25R 탁상용 원심분리기Beckman Coulter369434
xMark Microplate 흡광도 플레이트 리더Bio-Rad1681150
BD FACSBecton Dickinson338960
도립 형광 현미경LeicaDM IRB2
0.45-μ m 필터 장치, 500mLCorning430773
원뿔형 바닥 초원심분리 튜브Seton Scientific5067
원뿔형 튜브 어댑터Seton ScientificPN 4230
SW32Ti 스윙 버킷 로터Beckman Coulter369650
15 mL 코니컬 원심분리기 튜브Corning430791
50mL 코니컬 원심 분리기 튜브Corning430291
고 결합 96 웰 플레이트Corning3366
150mm TC 처리 된 세포 배양 접시 20mm 그리드코닝353025
100mm TC 처리 배양 접시Corning430167
0.22 μ M 필터 장치, 1LCorning430513
QIAprep Spin Miniprep Kit (50)Qiagen27104
조직 배양 피펫, 5 mLCorning4487
조직 배양 피펫, 10 mLCorning4488
조직 배양 피펫, 25 mLCorning4489
혈구계(커버 슬립 포함)Cole-ParmerUX-79001-00
NameCompany카탈로그 번호Comments
>세포 배양 시약
Human embryonic kidney 293T (HEK 293T) cellsATCCCRL-3216
293FT cellsThermo Fisher ScientificR70007
DMEM, 고포도당 매체Gibco11965
Cosmic Calf SerumHycloneSH30087.04
항생제-항진균 용액, 100XSigma AldrichA5955-100ML
피루브산 나트륨Sigma AldrichS8636-100ML
비필수 아미노산(NEAA)HycloneSH30087.04
RPMI 1640 매체Thermo Fisher Scientific11875-085
GlutaMAXThermo Fisher Scientific35050061
트립신-EDTA 0.05%Gibco25300054
BES (N, N-bis(2-하이드록시에틸)-2-아미노-에탄술폰산)Sigma AldrichB9879 - BES
젤라틴Sigma AldrichG1800-100G
NameCompany카탈로그 번호Comments
>p24 ELISA 시약
monoclonal anti-p24 항체NIH AIDS 연구 및 참조 시약 프로그램3537
HIV-1 표준NIH AIDS 연구 및 참조 시약 프로그램SP968F
폴리클론 토끼 항-p24 항체NIH AIDS 연구 및 참조 시약 프로그램SP451T
염소 항 토끼 양 고추냉이 과산화효소 IgGSigma Aldrich12-348작업 농도 1:1500
일반 마우스 혈청, 멸균, 500mLEquitech-BioSM30-0500
염소 혈청, 멸균, 10mLSigmaG9023작동 농도 1:1000
TMB 과산화효소 기질KPL5120-0076작동 농도 1:10,000
NameCompany카탈로그 번호<strong>코멘트
Plasmids
psPAX2Addgene12260
pMD2.GAddgene12259
pRSV-RevAddgene12253
lentiCRISPR v2Addgene52961
NameCompany 카탈로그 번호Comments
Restriction enzymes
BsrGINew England BiolabsR0575S
BsmBINew England BiolabsR0580S
EcoRVNew England BiolabsR0195S
KpnINew England BiolabsR0142S
PacI뉴잉글랜드 BiolabsR0547S
SphI뉴잉글랜드 BiolabsR0182S

참고문헌

  1. Horvath, P., Barrangou, R. CRISPR/Cas, the immune system of bacteria and archaea. Science. 327 (5962), 167-170 (2010).
  2. Marraffini, L. A., Sontheimer, E. J. CRISPR interference: RNA-directed adaptive immunity in bacteria and archaea. Nat Rev Genet. 11 (3), 1....

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재인쇄 및 허가

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CRISPR/Cas9 유전자 넉아웃바이러스 벡터 생산초원심분리 정제수크로스 밀도 구배 분리p24 ELISA 분석HEK-293T 형질도입바이러스 역가 정량인산칼슘 형질전환바이러스 입자 농축