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Genetics

使用基因激活 crispr 过度表达长非编码 rna

Published: March 1, 2019 doi: 10.3791/59233

Summary

传统的基于 cdna 的过度表达技术由于具有潜在功能的多个拼接形式, 对长非编码 rna 的过度表达的适用性有限。本综述报告了一个协议使用 crispr 技术超细的多个拼接变体的长非编码 rna。

Abstract

长非编码 rna (lncrna) 生物学是一个新的和令人兴奋的研究领域, 自2007年以来, 来自该领域的出版物数量呈指数级增长。这些研究证实, 几乎所有疾病的情况都发生了变化。然而, 由于缺乏蛋白质产品、组织特异性表达、表达水平低、拼接形式复杂、物种之间缺乏保护, 研究环境中的环境中的环境中的环境中的环境中的环境中的神经网络的功能作用仍然困难。鉴于物种特异性表达, 在研究疾病过程时, 英克拉研究往往仅限于人类的研究背景。由于 ncrna 在分子水平上发挥作用, 因此解剖而不是去除而不是过度表达而不是超表达而不是超表达而不是超表达而不是多表达的。本文提出了一种在体外超表达英 r a 的书面可视化协议。作为一个有代表性的实验, 与炎症性肠病相关的英卡纳, 干扰素伽玛反义 1 (ifng-as1), 在 jurkat t 细胞模型中被证明是过度表达。为了实现这一目标, 激活聚集定期间隔的短回文重复 (crispr) 技术被用来使内源基因组位点过度表达。激活 crispr 技术的目标是一组转录因子到一个基因的转录起始位点, 使多个 incrna 拼接形式的强大过度表达。这一程序将分为三个步骤, 即 (i) 指导 rna (grna) 设计和载体构建, (ii) 病毒生成和转导, (iii) 菌落筛查过度表达。在这一具有代表性的实验中, jurkat t 细胞的 ifng-as1 增强了20倍以上。

Introduction

虽然大多数生物医学研究都集中在蛋白质编码转录记录上, 但大多数转录基因实际上是由非编码 rna (ensembl 发布 93) 组成的。目前的研究开始探索这一领域, 2007年至2017年期间, 关于疾病过程中的 inrna 的出版物数量呈指数级增长1。这些出版物表明, 许多 inrna 与疾病有关。然而, 与 mrna 相比, 这些神经网络的分子机制由于其功能不同而难以研究。使理解信息素的作用的问题更加复杂, 而英特罗 a 的表达水平往往低于编码 rna2。此外, 英特拉 a 的保守程度很低, 这限制了基于人的技术的功能研究3。研究这些新基因机制的一种方法是在培养的细胞中内源过度表达它们。过度表达研究可以提供有关特定基因功能的关键信息, 并使研究人员能够剖析关键的分子途径。

一种激活 lncRNA 基因转录的新方法是基于 gersbach 实验室最初开发的 crispr 技术。该协议已被改编用于英卡纳生物学和这些基因在其他模型系统中的表达。在 crispr 过度表达技术中, 一种名为 crispr 相关蛋白 9 (cas9) 的蛋白质可以通过 cas9 识别的反义 grna 指向 dna 序列。通常情况下, cas9 会诱导 dna 裂解;然而, 以前为过度表达技术开发的 cas9 中的突变会停用这一步骤5。当转录激活剂融合到 "死" cas9 (dcas9) 并转化为细胞系时, 就能实现 ncrna 的内源性过度表达 4,6。添加了对 grna 的额外修饰, 使额外的转录因子与 grna 结合, 提高了 dcas9 基因激活系统的疗效 10倍7倍。重要的是, 它表明, 转录激活需要接近 (和 lt;200 bp) 转录起始位基因, 使一个特定的隆起地区7。与 crispr 淘汰赛技术不同, dcas9 和 grna 盒式磁带需要集成到基因组中, 以允许细胞在多代人的多代中保持过度表达。实现这一目标的一种方法是使用慢病毒集成含有 dcas9 和 grna 的盒式磁带。整合后, 可以确定英克斯拉基因的表达。

在本文中, 将演示一种在 jurkat t 细胞模型中过度表达的协议。一个循序渐进的过程显示, 也可以适应粘附细胞。

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Protocol

请注意:需要注意的是, 该协议使用复制缺陷的慢病毒。只有在经过适当的实验室安全培训后, 才进行病毒处理。处理后, 将所有接触活体病毒的物品和表面漂白至少10分钟。在任何时候都要使用一次性的实验室外套和面部保护, 以及双手套。在具有病毒认证的生物安全 2 + 级实验室中执行病毒工作。专门的组织培养罩和孵化器的病毒工作。

1. 矢量设计生成

请注意:识别 grna 序列的最佳方法是使用在线设计工具 (例如, http://crispr-era.stanford.edu) (补充图1:grna 设计)。为了伴随而来的代表性实验, 一家公司设计并创建了具有代表性的实验中使用的 grna 载体。dcas9 质粒也是在网上购买的。

  1. grna 序列位于核苷酸序列 "ngg" 的上游, 其中 "n" 是任何核苷酸, 也在转录起始位点的100基对之内。搜索基因数据库 (如 blat (https://genome.ucsc.edu/cgi-bin/hgBlat?command=start)) 的 grna 序列, 以确保基因组中没有具有类似序列的其他位点 (补充图 2: blat)。这将确保 grna 序列是感兴趣的基因 (goi) 所独有的。
  2. 将作为细菌存根的 grna 和 dcas9 质粒保存在4°c。用氨匹西林 (补充表 1) 在尿液 (lb) 琼脂板上流出大肠杆菌, 并在37°c 下连夜生长细菌。
  3. 选择一个菌落, 用氨匹西林 (补充表 1) 在5毫升的 lb 中种植细菌, 在37°c 的孵化器中大力晃动盘子。第二天, 用氨基青霉素在2l 瓶中生长, 在200毫升的 lb 中加入2毫升细菌, 在37°c 的孵化器中大力晃动烧瓶。
  4. 将细菌向下旋转, 以 3 724 x g 20分钟. 取出培养基, 将含有细菌的管放在冰上。
  5. 根据制造商的协议, 使用质粒纯化试剂盒纯化细菌 dna。
    注:
    质粒净化试剂盒包含专有的再悬浮液、裂解缓冲液、洗涤缓冲液、平衡缓冲液和洗脱缓冲液。
    1. 将试剂盒中的10毫升再悬浮液加入细菌, 并将细菌输送到溶液中。然后, 从试剂盒中加入10毫升的裂解缓冲液, 加入再悬浮的细菌, 并通过倒置管将其混合。等待 5分钟, 将细菌裂解;然后, 从试剂盒中加入10毫升的冰凉中和缓冲液, 加入裂解的细菌, 并通过倒置管将其混合。
    2. 用10毫升平衡缓冲液平衡试剂盒中的 dna 柱平衡 5分钟, 将样品放入 dna 柱过滤器中, 让溶液通过过滤器。
    3. 用30毫升的洗涤缓冲液清洗样品 2x, 然后用30毫升洗脱缓冲液在15毫升锥形管中洗脱 dna。在室温下将异丙醇慢慢分层 10.5 ml 到洗脱的 dna 上, 倒置管, 并在4°c 下立即以 16, 200 x g的速度将其旋转30分钟。
    4. 去除上清液, 在 dna 颗粒中加入70% 乙醇1毫升。通过轻弹管子重新弹颗粒。在4°c 下, 以 16 , 200 x 克旋转 10分钟, 并使用200μl 管尖去除大部分乙醇。将颗粒风干 5分钟, 在200μl 的水中重新悬浮, 并将 dna 储存在-20°c。预期浓度为 & gt;1 μgμμl。

2. 病毒生成粒子计数

  1. 当准备创建含有 dcas9 的慢病毒时, 用0.01% 的多-l-赖氨酸5毫升覆盖100毫米组织培养皿(补充表 1)。从盘子里彻底取出多余的液体, 让它们在生物安全柜里风干几分钟。
  2. 板 5 x 10 6 hek 293t细胞每盘在10毫升的完整 dulbecco 的修改鹰的介质 (dmem) (补充表 1) 和孵育他们在37°c 与 5% co2.第二天, 从 hek 293t 菜机中取出培养基, 加入10毫升的完整 dmem。
  3. 混合含有 gag/pol (病毒成分) 的6.5 微克质粒 pMDLg/pRRE, 含有 vsv-g (病毒的一个组成部分) 的质粒 pmdg2. g 的3.5 微克, 含有 rev (病毒的一个组成部分) 的质粒的 2.5μv-rev, 10 微克长端重复 (含 ltr) 载体或含有 ltr 的 dcas9 载体, 并将水添加到总计450μl。通过连接到注射器上的0.2μm 过滤器尖端对混合物进行过滤。
  4. 在每个 dna 转染样本中加入50μl 的 2.5 m cacl 2 (补充表 1), 然后轻轻混合. 通过连接在注射器上的0.2μm 过滤头过滤钙/dna 混合物。将 2x hbs 的500微米升 (补充表 1) 放入5毫升聚苯乙烯管中。加入 500μl DNA/CaCl2 , 滴向, 轻轻旋涡。在室温下孵化3分钟。
  5. 慢慢地在每道菜中加入1毫升的 dnacl2/hbs 悬浮液。立即旋涡的菜肴, 以均匀地分配的内容。在37°c 的 5% co2 孵化器中孵育每道菜一夜。
  6. 第3天, 慢慢取出并丢弃盘子中的介质。用磷酸盐缓冲盐水 (pbs) 仔细清洗细胞1x。加入6毫升的全 dmem, 辅以 20 mm hepes 和 10 mm 丁酸钠。在37°c 的 5% co2 孵化器中孵育细胞 5-6小时.
  7. 用 pbs 清洗细胞 1x, 并在 hek 293t 细胞中加入5毫升的完整 dmem 和 20 mm hepes。在37°c 的 5% co2 孵化器中孵育 12小时
  8. 第4天, 收集 hek 293t 细胞上清液, 并对上清液进行过滤。在-80°c 时冻结1毫升的。
  9. 当准备使用病毒时, 在冰上解冻含有条件介质的病毒颗粒的一个 (如步骤2.8 所述)。将所有试剂带到室温下。
  10. 使用 p24 酶联免疫吸附检测 (elisa) 试剂盒来量化每毫升的病毒颗粒数量。
    1. 加入19部分蒸馏水, 稀释试剂盒中的洗涤精矿。使用 rmpi 1640 作为稀释剂, 将阳性控制从试剂盒稀释到 200 ngml, 并根据 p24 elisa 稀释表 (补充表 2) 在 1.5 ml 管中对标准曲线进行稀释。
    2. 在除基板空白以外的所有油井中加入20μl 的 5% triton x-100。在负控制井中加入 200μl rpmi 1640。在指定的井中添加每个标准的 200μl (一式两份)。
    3. 使用分光光度计, 使用标准曲线测量样品中的病毒浓度。在1:1000 处开始样品稀释, 并根据需要修改体积, 以便在标准曲线的范围内。用 triton x-100 稀释样品, 最终浓度为 0.5%, 并将 rpmi 1640 中每个样品的200μl 添加到指定的油井中。在37°c 条件下密封盘子并孵育2小时。
    4. 用每口 1 x 的300μl 清洗板6x。通过倒转盘子并在纸巾上敲击来去除多余的液体。从试剂盒中添加100μl 的抗体, 加入除基板空白以外的所有油井。将盘子密封, 在37°c 下孵育1小时。清洗盘子, 然后通过倒转盘子并用纸巾敲击来清除多余的液体。
    5. 为了测定检测物抗体, 在使用15分钟内制备链球菌过氧化物酶 (sa-hrp)。用 sa-hrp 稀释剂在1:100 稀释 sa-hrp。将稀释后的 sa-hrp 充分混合, 在除空白外的所有井中加入100μl。在室温下密封并孵育板30分钟。
    6. 用1x 洗涤缓冲液清洗盘子, 并按照步骤2.10.4 点走多余的液体。使用正苯二胺 (opd) 底物溶液, 该溶液为过氧化物酶提供必要的底物, 在制备后15分钟内产生化学发光。对每个板材使用一片 opd 片, 对11毫升的基材稀释剂使用。
    7. 涡旋 opd 溶液大力溶解它, 并保护它免受光。在包括空白在内的所有井中加入100μl 的 opd 底物溶液。使用分光光度计, 立即读取 450 nm 的吸收率, 每隔1秒重复 10倍, 并进行平均测量。

3. dcas9-vp64 转导

  1. 在密度为 2 x 10 6 的 t75 烧瓶中培养完整的 dmem 中的 jurkat t 细胞, 密度为 15 ml 培养基中的 2 x10 6细胞。在具有 5% co2 的37°c 孵化器中培养细胞.
  2. 在 233 x g处将细胞向下旋转 5分钟, 然后在减少的血清介质的10毫升中重新悬浮细胞。用血细胞计或自动细胞计数器计数细胞。
  3. 在 t75 烧瓶中使用聚乙烯 (补充表 1) 的减少血清培养基 (补充表 1) 中, 在5毫升的5毫升中重新移植和平板 1 x 10 6 jurkat 细胞。加入 hek 293t 调节介质, 含有 1 x10 6 dcas9 病毒颗粒。病毒颗粒的数量可以大致从 p24 elisa 计算, 因为 1μgml p24 等于 1 x 10 7 病毒颗粒.将烧瓶放入具有 5% co2 的37°c 孵化器中.

4. 选择克隆创建

  1. 感染后三天, 将 233 x g 的细胞旋转 5分钟 , 并在使用 puromycin 的 dmem 10 毫升中重新悬浮 (补充表 1)。将细胞放入 t75 烧瓶中, 用 5% co2 在37°c 下培养.每隔 3天, 将233xg 的细胞旋转 5分钟, 用完整的 dmem 代替培养基.
  2. 使用血细胞计或自动细胞计数器对细胞进行计数。在用组织培养处理的96孔板上, 用 puromycin 在100μl 的 dmem 中的 10, 000 细胞板, 用 puromycin 连续稀释1:1 的下列井的含量。进行24次稀释, 并重复每个盘子 4倍, 以确保每口井有足够数量的细胞。用5% 的 co2 在37°c 下培养细胞.
  3. 将克隆细胞膨胀成两个24孔板, 然后膨胀成6孔板, 最终进入 t75 烧瓶。为了专注于其中的三个克隆体, 为其中三个克隆体的6孔板每井 2 x10 6 细胞。以非转染 jurkat 细胞为对照, 对其他三口井进行了平板。将细胞放入细胞培养孵化器一夜。
  4. 对于 rna 提取, 请使用市售的 rna 隔离试剂盒。在室温下将细胞向下旋转, 在 233 x g处旋转 5分钟, 并取出介质。使用1毫升的移液尖端在350μl 的裂解缓冲液中重新悬浮细胞。在裂解细胞中加入350μl 的70% 乙醇, 与1毫升的管道彻底混合, 并将样品转移到 rna 柱中。
  5. 将裂解液以 10, 000 x克的速度旋转 1分钟, 取出流经, 并在试剂盒中添加700μl 的低严格洗涤缓冲液。将裂解液以 10, 000 x克的速度旋转 1分钟, 移除流动, 并将80μl 的 dnase i 溶液从试剂盒添加到色谱柱中;让样品在室温下孵育15分钟。
  6. 将裂解液以 10, 000 x克的速度旋转 1分钟, 取出流经, 并在试剂盒中添加700μl 的高须洗涤缓冲液。将裂解液以 10, 000 x克的速度旋转 1分钟, 移开流经, 并在色谱柱上添加700μl 的低强度洗涤缓冲液。
  7. 从收集管中取出该柱, 并将其转移到新的收集管。将裂解物以 10, 000 x g的速度旋转 1分钟, 然后将 rna 柱转移到 1.5 ml 管中。在柱中加入50μl 的水, 并以 10, 000 x g的速度旋转1分钟。
  8. 使用分光光度计量化 rna 的浓度。预计浓度在 100–500 ngμl 之间, 在1.9–2.1 之间吸收260/280。将 rna 存放在-80°c。
  9. 在250μl 管中, 加入1μg 的 rna、4μl 的互补 dna (cdna) 合成缓冲液、1μl 的逆转录酶和水, 最终体积为 20μl. 不包括逆转录酶控制。在热循环器中, 在42°c 合成 cdna 30分钟, 在95°c 合成 5分钟, 以灭活逆转录酶。合成后用60μl 的水稀释 cdna。
  10. 制备聚合酶链反应 (pcr), 其中包含5μl 的 sybr 绿色、4μl 的 cdna、0.5μl 的正向引物 (10μm) 和0.5μl 的反向底漆 (10μm)。运行 pcr, 如下所示: 步骤 1 = 95°c 3分钟, 步骤 2 = 95°c 10秒, 步骤 3 = 60°c 为 10秒, 然后重复步骤2和3为30x。
    注: dcas9 正向引物的顺序为 5 '-tcccaccactaagaga, dcas9 反向底漆的顺序为 5 '-ctttgttacccatccct。低黄嘌呤磷甲基转移酶 1 (hprt1) 的正向引物为 5 '-gacccacacaggggggcat, 反向引物为 5 '-gccgcgccctgactactact。

5. grna转导、选择、克隆创造和筛选

  1. 用第3节概述的含有 grna 的病毒转化经过验证的 jurkat-dcas9 细胞。选择 dmem 中的细胞与环霉素 (补充表 1) 10天。旋转细胞, 每3天更换一次介质。
  2. 对细胞进行连续稀释 (如步骤4.2 所述) 并扩大单个菌落 (如步骤4.3 所述)。完全按照步骤4.5 中所述从菌落中纯化 rna, 并执行步骤4.9 中所述的 cdna 合成。对 goi 和 hprt1 或适当的内部管理基因进行实时 pcr, 类似于步骤4.10 中描述的 pcr, 在这种情况下, 在步骤3之后对每个周期的井进行成像。
  3. 使用比较周期阈值 (ct) 方法来确定 goi 8 中的折叠变化。简单地说, 使用下面的公式来计算相对转录水平 (rtl): 2-(goi 的平均 ct-家政基因的平均 ct)。然后, 计算控件的平均 rtl, 并将所有 rtl 值除以平均控制 rtl, 以生成与控制样本相比的折叠变化。

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Representative Results

一种超微向量系统, 用于超快
本手稿中的示例实验是表示 incrna ifng-as1 9 的 jurkat t 细胞模型系统的过度表达。ifng-as1 是一种与炎症性肠病相关的英卡纳, 被认为可以调节干扰素伽玛 10。ifng-as1 基因包含三个拼接变体, 它们都使用相同的转录起始位点 (图 1a)。因此, grna 序列距离转录起始位点10和 100 bp, 并有一个 "ngg" 序列上游, 用于将 cas9 激活复合体定向到 ifng-as1 的转录位点 (图 1 a)。两个质粒系统被用来将 dcas9 或 grnasp 作为单个质粒单独转化为细胞, 这使得病毒颗粒的产生变得困难, 因为质粒大小 (图 1b)。为了能够选择双转染细胞, dcas9 载体含有 puromycin (氨基核苷) 耐药基因, 而含有 grna 的质粒含有透明霉素 (氨基糖苷) 耐药基因。grna 被融合到 ms2 支架序列中, 使 ms2 支架蛋白与 grna 结合。融合 ms2 蛋白是增强 ifng-as17过度表达的附加转录激活剂。利用这些载体, 可以产生病毒粒子, 将这个过度表达的系统转化为大多数人类细胞系。

病毒滴定和菌落筛选
在产生 dcas9 和 rna 中含有 grna 的质粒后, 进行质粒纯化, 并产生慢病毒。由于慢病毒会将其盒式磁带随机整合到基因组中, 对病毒颗粒数量的量化可以最大限度地减少整合的数量。为了实现这一目标, 使用 p24 elisa 试剂盒测量了含媒体的病毒, 从而可以计算每毫升的病毒数。经过测量, 两种病毒上清液的 p24 几乎为 1μgml, 允许使用100μl 的病毒来传递 jurkat 细胞。转导后, 抗生素选择的细胞连续稀释, 克隆体扩大。然后采用实时 pcr 和琼脂糖凝胶电泳 (图 2b) 对 cas9 表达进行分析。两个选择的克隆是正面的 cas9 表示。为了确认 mrna 的表达, cdna 反应中省略了逆转录酶 (图 2b)。对 hprt1 的引物被用来证实 rna 在非转染细胞中的存在。

测量 ifng-as1 基因表达
利用 dcas9 克隆作为亲本细胞系, 细胞被传播为一种非靶向 grna 病毒或一种含有 grna 的病毒来对抗 ifng-as1。在 grna 转导、选择和克隆创造类似于 dcas9 细胞系的创建后, 测量了 ifng-as1 表达来验证过度表达。ifng-as1 产生三个拼接变体, 每个拼接变体都可以用转录特异性引物 (红色) 或针对所有已知的 ifng-as1 转录 (蓝色) 单独检测 (图 3 a)。所有荧光曲线均为指数, hprt1 在对照和 ifng-as1-grna 表达细胞之间的半周期内达到指数相 (或 ct) (图 3b, c)。在 ifng-as1 测量20倍增加的实验中, 对所有已知 ifng-as1 转录体的引物检测最为明显 (图 3b)。虽然针对1和2的转录物在外周血单个核细胞 (pbmc) 中成功扩增, 但在 jurkat 细胞中无法检测到这些转录记录 (数据未显示)。然而, 当在浓缩 rna 中检测到 ifng-as1 的第三个转录物时, ifng-as1 水平显著增加了5到十倍。这些数据表明, 与原代细胞相比, jurkat 细胞中的 ifng-as1 的替代剪接是存在的。针对 ifng-as1 的引物检测到该基因的显著增加, 从而验证了激活 crispr 过度表达系统。

Figure 1
图 1: 一个双向量系统, 以超快的 incrna ifg-as1.(a) ifng-as1 基因结构的示意图以及引导 rna (grna) 结合位点与转录起始位点 (tss) 之间的关系。(b) grna 和 dcas9 载体的特征。请点击这里查看此图的较大版本.

Figure 2
图 2: 病毒滴定和菌落筛查.(a) p24 elisa 标准曲线的一个例子, 其中包括含有小病毒的有条件培养基。黑点代表标准样本和未知的红点。(b) 在非转染 jurkat 细胞 (亲本) 或 dcas9 诱导克隆的 rna 上进行了实时 pcr 和凝胶电泳, 以对抗 dcas9, 并对 dcas9 进行了实时 pcr 和凝胶电泳。未执行逆转录酶 (无 rt) 对照。请点击这里查看此图的较大版本.

Figure 3
图 3: 测量 ifng-as1 基因表达.(a) 引物集与转录变式之间关系图。红色箭头代表转录特定的引物, 而蓝色箭头表示所有已知转录的引物。(bc) 代表平均 pcr 曲线和折叠变化定量控制和 ifng-as1 过度表达细胞。rfu = 相对荧光单位。n = 每组3个样本。平均±sd. *p < 0.05, * * *p < 0.001。学生的t-测试被用来计算p值。请点击这里查看此图的较大版本.

补充图 1: grna 设计请点击此处下载此文件.

补充图 2: blat请点击此处下载此文件.

补充表 1: 解决方案请点击此处下载此文件.

补充表 2: elisa 稀释剂请点击此处下载此文件.

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Discussion

本手稿提出了一种在体外使用激活 crispr 超细的协议。这是研究长期非编码 rna 时的一项特别重要的技术, 因为转录产物是功能单元。在过度表达后, 研究人员可以在研究结合伙伴时使用这些细胞来提高信噪比, 甚至可以测量英 r r a 水平增加对细胞的影响。此外, 由于 incrna 经常作用于顺基因, 这种内源性过度表达技术使这些事件能够被研究 11,12.

这份手稿突出了 grna 生成和慢病毒生成、转导和选择的广义协议, 并概述了在外周血 t 细胞系中的一个典型的 lncRNA 过度表达的例子。此外, 这项技术已经被证明是成功的骨骨髓衍生免疫细胞13, 神经元7, 小鼠胚胎干细胞14, 和肾上皮细胞4.虽然这种协议一般适用于大多数细胞系, 但难以移植的细胞可能需要个别的滴度, 以实现更高的感染率。此外, 在使用新的细胞系时, 执行抗生素杀死曲线也很重要, 因为该协议采用了积极的选择策略。

值得注意的是, 该议定书有几个技术方面需要特别注意。可重复和一致的移液量实时 pcr 对于建立可重现的结果至关重要。即使在体积上稍有差异, 也会导致高度可变的值, 从而使解释变得困难。除了适当的定量 pcr 引物设计外, 控制 (包括实时 pcr 引物的无逆转录酶控制) 也是至关重要的, 因为它们确认被定量的 rna 不是基因组 dna。选择实时 pcr 的家政基因对于充分进行这些实验也很重要。虽然本协议中选择了 hprt1, 但这种技术所针对的其他感兴趣的基因可能会改变 hprt115。应考虑根据这些因素仔细选择家务基因。

激活 crispr 和本协议的特定方面有一些缺点。一个潜在的限制是在基因丰富的地区表达文字记录, 因为其他邻近的基因可能会被打开。有可能邻近的基因被激活, 并应进行控制来评估这一点。此外, 其他限制包括特定的 grna 缺乏与特定 dna 序列的结合。选择多个 grna 可能需要确定适当的 grna 来推动表达。该系统的另一个警告是, 感兴趣的细胞必须有能力驱动盒式磁带中的启动子, 以驱动 grna 和 dcas9 的表达。对于这里介绍的研究, jurkat t 细胞模型能够驱动这些组件的表达, 从而实现一个成功的过度表达系统。

理想情况下, 这里描述的协议应该与其他佐证信息配对, 如单字重复表达数据和击倒或淘汰赛研究的功能效应, 以支持任何后续发现的理由。这项技术提供了一种在特定细胞类型中过度表达任何基因的可靠方法。鉴于英克斯拉区域系生物学的局限性, 如物种保护不良, 像这里描述的技术对于探索它们在相关细胞类型中的功能至关重要。本研究的重点是一个与炎症性肠病病理生理学有关的 incrna, 但作为研究其他 inrna 在人类疾病生物学中的作用的模型。

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Disclosures

作者没有什么可透露的。

Acknowledgments

c. p. 由 ro1 dk60729 和 p30 dk 41301-26 提供支持。d. p. 由 crohn & 结肠炎基金会 (ccfa) 职业发展奖、cure: 消化系统疾病研究中心 (ddrc) dk41301 和加州大学洛杉矶分校临床和转化科学研究所 (ctsi) ul1tr881 提供支持。加州大学洛杉矶分校病毒学核心由艾滋病研究中心 (cfar) 资助 5p30 ai028697。ucla 综合分子技术核心得到 cureea/p30 赠款 dk041301 的支持。这项工作也得到了加州大学洛杉矶分校艾滋病研究所的支持。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Ampicillin Fisher Scientific BP1760-5
CaCl2 Sigma Aldrich C1016
cDNA synthesis kit (iScript) BioRad 1708891
dCas9 forward primer Integrated DNA Technologies n/a 5'-TCGCCACAGCATAAAGAAGA 
dCas9 reverse primer Integrated DNA Technologies n/a 5'-CTTTTCATGGTACGCCACCT
dCas9 vector Addgene 50918
DMEM Corning 10013CM
Ethanol Acros Organics 61509-0010
FBS Sigma Aldrich F2442
gRNA plasmid VectorBuilder VB180119-1195qxv
HEK293T cells ATCC  CRL-1573
HEPES Sigma Aldrich H3375
HPRT1 forward primer Integrated DNA Technologies n/a GACCAGTCAACAGGGGACAT 
HPRT1 reverse primer Integrated DNA Technologies n/a GCTTGCGACCTTGACCATCT
Hygromycin B Corning MT3024CR
Isopropanol Fisher Scientific BP2618-500
Jurkat cells ATCC  TIB-152 clone E6-1
L-glutamine Corning 25005Cl
LB agar Fisher Scientific BP1425-500
LB broth Fisher Scientific BP1426-2
Maxi-prep kit (Plasmid Purification Kit) Qiagen 12362
Na2HPO4 Sigma Aldrich NIST2186II
Optimem I reduced serum media  Gibco 31985070
p24 elisa Perkin Elmer NEK050B
PBS Corning 21-040-CMR
Penicillin and Streptomycin Corning 30-002-Cl
pMDG2.G Addgene   #12259
pMDLg/pRRE Addgene  #60488
Poly-L-Lysine Sigma Aldrich P-4832
Polybrene EMD Millipore TR-1003
pRSV-REV Addgene #12253
Puromycin dihydrochloride Sigma Aldrich P8833
RNA purification kit (Aurum RNA mini) BioRad 7326820
Sodium Butyrate Sigma Aldrich B5887
SYBR green (iTaq universal) BioRad 1725122
Triton X-100 Sigma Aldrich X100

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References

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遗传学 第145期 而英卡 crispr ifng-as1 过度表达 慢病毒 实时 lncRNA
使用基因激活 crispr 过度表达长非编码 rna
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Rankin, C. R., Treger, J.,More

Rankin, C. R., Treger, J., Faure-Kumar, E., Benhammou, J., Anisman-Posner, D., Bollinger, A. E., Pothoulakis, C., Padua, D. M. Overexpressing Long Noncoding RNAs Using Gene-activating CRISPR. J. Vis. Exp. (145), e59233, doi:10.3791/59233 (2019).

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