$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Здесь мы показываем, протокол, совместимый с трех разных платформах SSN для создания генетически линии HPSC. Мы планировали WIBR # 3 человеческих эмбриональных стволовых клеток в очаге AAVS1 использованием ранее опубликованные ZFNs 4, 5 и Talens CRISPR / Cas9s 37 с помощью шаблона ремонта, что вносит EGFP репортер и сопротивления пуромицину кассету 4.
Мы культивировали наши hPSCs на MEFs для процесса культивирования клеток, позволяющего поддержание и расширение недифференцированных hPSCs (рисунок 2), что также экономически эффективным и масштабируемым. Если клетки выращивали дольше, чем необходимо существует риск повышенной дифференциации, уменьшения количества плюрипотентных клеток, трансфицированных которые и, следовательно, количество правильно целевых колоний, полученных HPSC.
Мы electropораторствовал 5.0 х 10 6 клеток на платформе ПКР и высевали клетки друг от ориентации на одном 6-луночный планшет с DR4 MEFs. После выбора каждая платформа в результате EGFP-положительных колоний (рисунок 3) и комбинации нецелевых, гомозиготно целевых и адресных heterozygously клонов (рис 4А, Б, таблица 3). В условиях, представленных здесь, мы находим, что AAVS1 Talens привело в большинстве EGFP-положительных клонов. Шаблон ремонта используются для этого эксперимента состоит из стыковочной акцепторным сайтом вверх по течению от репортера, и сопротивление пуромицин кассету EGFP. Используя эту стратегию (рисунок 1) "ген-ловушки", конструкция должна вставить в первый интрон локуса AAVS1, используя эндогенный промотор для управления экспрессией кассеты пуромицин сопротивления. Отсутствие промотора запуска экспрессии гена устойчивости к пуромицин в шаблоне ремонта должно предотвратить выражение в событие случайной интеграции.
Таким образом, мы ожидаем, что все пуромицину устойчивых клонов будет ориентирована на AAVS1 сайта. Следует отметить, что подмножество клонов осуществлять интеграцию аберрантных в локусе AAVS1, которые обнаруживаются с помощью саузерн-блоттинга с использованием внутреннего датчика, но не в большинстве стратегий ПЦР (фиг.1; на фиг.4С) 4. Эти интеграционные мероприятия, скорее всего, результат гетерологичных нацеленных событий, ведущих к нескольким интеграции донорского плазмиды 4. Мы выбрали 24 колоний из каждого эксперимента SSN и обнаружили, что все платформы были очень высокие эффективность таргетинга и показал только минимальные различия. В опрошен ПЦР, CRISPR / Cas9 дали наиболее правильно ориентированы, а клоны платформа Тален были самые гомозиготно целевых клонов (таблица 3).
/files/ftp_upload/53583/53583fig1highres.jpg "ширина =" 700 "/>
Рисунок 1. Схема гена отредактировал AAVS1 локус с помощью шаблона ремонта AAV-EGFP-CAGGS. Редактировался Hockemeyer др., 2009 Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 2. Колонии WIBR # 3 клеток. Типичные яркие полевые образы колонии WIBR # 3 человека эмбриональные стволовые клетки до к ориентации. Обратите внимание на отсутствие дифференциации и четкое разделение от фидерного слоя в идеальном колонии (слева), в отличие от не-идеального (справа). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 3. EGFP-положительных WIBR # 3 клетки. Типичные изображения WIBR # 3 клеток целевые с шаблоном ремонта EGFP-выражения в локусе AAVS1. Изображения представительных колоний, отредактированные с ZFNs, Talens и CRISPR / Cas9 показаны. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 4. Стратегии генотипирования, чтобы подтвердить правильность таргетинг. (А) представитель ПЦР результаты генотипирования, показывающие нецелевые, гетерозиготных и гомозиготных целенаправленных клонов во всех трех платформ SSN. WT CTL = контроль дикого типа. (Б) предстатель Южные Результаты блот, показывающие гетерозиготную целевой клон и гомозиготный целевой клон обнаружен с внешним зондом 3 '. Фрагмент размеры: WT-6,5 кб, ред-6,9 кб. (С) Типичные Южные результаты, показывающие блот правильно отредактированный клон и клон гетерозиготную с неслучайной двойной интеграции. Фрагмент размеры: Правильно. Редактировалось-6,9 кб, аберрантная Дополнительная интеграция-5 кб Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
| Изучение | Джин Целевые | Платформа | Ремонт тип шаблона | # Клонов взял | Ориентация эффективность |
| Секстон и др., 2014 | TPP1 | ZFN | GFP-Пуро | незарегистрированный |
| Секстон и др., 2014 | ТРЕТ | ZFN | Гигромицин | незарегистрированный | незарегистрированный |
| Hockemeyer и др., 2009 | POU5F1 | ZFN | GFP-Пуро | 31 | 39,0% |
| Hockemeyer и др., 2009 | Pitx3 | ZFN | GFP-Пуро | 74 | 14.9% |
| Hockemeyer и др., 2011 | POU5F1 | Тален | GFP-Пуро | 68 | 91,0% |
| Hockemeyer и др., 2011 | Pitx3 | Тален | GFP-Пуро | 96 | 13.0% |
| Меркле др., 2015 | VASA | Cas9 | Репортер-Генетицин | 139 | 94,0% |
| Меркле др. </ EM>, 2015 | ЦРБ | Cas9 | Репортер-Генетицин | 30 | 93,0% |
| Меркле др., 2015 | HCRT | Cas9 | Репортер-Генетицин | 154 | 92,0% |
| Меркле др., 2015 | HMX2 | Cas9 | Репортер-Генетицин | 11 | 45,0% |
| Форстер и др., 2014 | LRG5-Nterm | ZFN | GFP-Пуро | незарегистрированный | 30,0% |
| Форстер и др., 2014 | LRG5-Cterm | ZFN | GFP-Пуро | незарегистрированный | 14,0% |
| Зольднера др., 2011 | SNCA | ZFN | Пуро | 96 | 1,0% |
незарегистрированный
Таблица 1. Описание других генов целевых использовании этого метода, с соответствуюветствующие ориентации эффективности, взятые из ранее опубликованных исследований. 4,5,38-41
| Местоположение | Последовательность | Заметки |
| AAVS1-F грунт | CTCTAACGCTGCCGTCTCTC | ПЦР условия: T = 57 м ° C, 35 циклов |
| AAVS1-WT-R грунт | GCTTCTCCTCTTGGGAAGTG | WT группа: 1273 б.п. |
| AAVS1-целевой праймер-R | CGTCACCGCATGTTAGAAGA | Целевые группы: 992 б.п. |
| Т2-Cas9-гид | GGGCCACTAGGGACAGGAT | От Мали и др. 2013 |
| AAVS1-ZFN-правой | TAGGGACAGGAT | От Hockemeyer др., 2009 |
| AAVS1-ZFN-влево | TGGGGTGTCACC | От Hockemeyer др., 2009 |
| AAVS1-Тален-правой | TCCTAACCACTGTCTTT | От Hockemeyer др., 2011 |
| AAVS1-Тален-влево | CCCCTCCACCCCACAGT | От Hockemeyer др., 2011 |
Таблица 2. Список праймеров и SSN направляющих последовательностей.
| Ориентация Построить | Количество EGFP + колоний | Целевые определена клонов (ПЦР проверено) | Предыдущая Сообщается Правильный таргетинг Эффективность (по Саузерну) |
| ZFN | 150 | 86,9% (73,9% гет / 13.0% гомо) | 56% (50% Het / 6% гомо) |
| Тален | 412 | 91,3% (47,8% гет / 39,1% гомо) | 47% (37,5% гет / 9.3% гомо) |
| CRISPR-Cas9 | 235 | 95,7% (69,5% Het / 26,3% гомо) | незарегистрированный |
Таблица 3. Сравнительные номера EGFP-положительных и направлены Тален, ZFn и ПЦР CRISPR / Cas9 колонии стволовых клеток человека. Проверяется интеграции в локус AAVS1 для этого эксперимента по сравнению с Саузерну проверено надлежащие односпальные интеграции в предыдущих экспериментах 4,5.