1. PCR ile uzun ön crRNA substratların Nesil
- Bir CRISPR küme boşluk bölgeleri hedefleyen Tasarım PCR primerleri. T7 RNA polimeraz ekleme klonlanması için ileri primer ve kısıtlama siteleri (T7RNAP) promoter sekansı (5 '-taatacgactcactata-3') iki astarın (pUC19 için örneğin, BamHI ve Hind III, Şek. 2A) bir vektör içine PCR ürünü .
Not: T7RNAP transkripsiyonun başlatılması için uygun bir guanidin kalıntı gerektirir. - PCR ile genomik DNA ilgi öncesi crRNA dizisi Amplify.
- Agaroz jel elektroforezi ile PCR ürünleri ayırın ve jel istenen bant ayıklayın. Yapışkan uçları (örneğin, BamHI ve HindIII, Şek. 2A) oluşturmak için sınırlama enzimleri ile sindirmek PCR ürünü. Yan ürünler bölünme ortadan kaldırmak için, bir PCR arıtma kiti ile PCR ürünü, üzerine koyulmuştur.
- Bir T4 DNA ligaz içerir ligasyon reaksiyonu, T4 DNA ligaz tamponu ve kurmayarılan PCR ürünü ve karşılık gelen yapışkan uçları dephosphorylated doğrusal pUC vektörünün bir molar oranı 3:1. 16 ° C'da gece boyunca karışım inkübe edin. Standart protokoller tarafından yetkili Escherichia coli DH5α hücrelerine ligasyon karışımı Dönüşümü ve başarılı ligasyonu tanımlamak için mavi beyaz tarama kullanın.
- Bir plazmid hazırlık seti kullanarak beyaz kolonilerden plazmid izole edin. Plazmid sekanslamasıyla pozitif klonları tanımlamak. Alternatif olarak, koloni PCR ile tarama için kullanılabilir olabilir.
2. DNA oligonükleotidler tavlama yoluyla orta öncesi crRNA substratların Nesil
- İleri Tasarım ve istenilen CRISPR tekrarlama / boşluk dizisi ile oligonükleotidler tersine. Oligonükleotidler bir T7 promotörü RNAP hem de uç kısıtlama siteleri (pUC19 için örneğin, BamHI ve Hind III) 'ün sekansı içerir. (Bkz. Şek. 2B Tavlama sonrası bu yapışkan uçları formu sağlamak için oligonükleotidler Terminate ).
- T4 polinükleotid kinaz 5 ul (PNK), T4 PNK 10x tampon, 2 ul ATP (10 mM) ve 2 ul ihtiva eden bir ayrı 20uL reaksiyon bölgesindeki her bir oligonükleotid 5'-fosforile 1 nmol. 37 de 1 saat için her bir örnek inkübe ° C.
- İki fosforile oligonükleotidler melezleşme. Fosforlu ileri oligo karışımı (2.2)., Fosforlu ters oligo karışımı (2.2)., Bir 10 ul reaksiyon 10x T4 DNA ligaz tamponu 1 ul 1 ul 1μl birleştirin. 95 az 5 dakika süreyle örneklerin inkübe ° bir ısıtma bloğu veya kaynar suda C, ısı kaynağını kapatın ve oda sıcaklığında (~ 2-3 saat) aşağı karışımı soğumaya bırakın.
Not: Bu kritik adımda, yavaş soğutma işlemi her biri tek bir oligonükleotid içindeki yapıların oluşumu ile karşılaştırıldığında, iki oligonükleotidlerin tavlanması yanadır. - Sindirilir ve dephosphorylated pUC vektör 1μl hibridizasyon karışımı 4 ul, (Arter 0.1 mikrogram /T4 DNA ligazı, 10x T4 DNA ligaz tampon ve bir 20 mikrolitre ligasyon karışımı içinde, 10 mM ATP) ile ul. 16 ° C'da gece boyunca numune inkübe edin.
- Standart protokoller tarafından yetkili Escherichia coli DH5α hücrelerine bağlanan plazmid Dönüşümü ve mavi beyaz tarama kullanır. Plazmid izole ve sindirim (istenilen büyüklükte uçlar için ekrana) ve sonraki plazmid sekanslamasıyla pozitif klonları tanımlamak.
3. Özel RNA oligonükleotid sentezi yoluyla kısa Cas RNA substratların Nesil
Tasarım kısa Cas RNA yüzeylerde (örn. tek tekrar dizileri, Şek. 2C) ve özel RNA oligonükleotid sentezi imkanları kullanmaktadır.
Not: RNA oligonükleotid belirtilen bir pozisyonu (Şekil 2C) bir deoksiribonükleotid dahil edilmesi, RNA bölünme yerinde kesin olarak belirlemek için kullanılabilir.
4. In vitro T7 RNA polimeraz transkripsiyon
- Senin tasarlanmış yapı (1.9. Veya 2.7 'den.) Bir maxiprep plazmid saflaştırma kiti kullanılarak plazmid izole edin.
- Klonlanmış parçası (örneğin Hind III) akış aşağı parçalayarak kısıtlama enzimi ile linearize plazmid. Tam sindirim olun.
Not: RNA transkriptinin farklı tanımlanmış bir 3 'terminaline istenirse, tasarlanmış bir yapı HindIII sekans yukarı akış yönünde "run-off" transkripsiyon için ilave bir belirli sınırlandırma bölgesi içermelidir. - Kloroform (1:1) ekstraksiyon ve etanol yağış: lineerleştirilebilir fenol plazmid arındırın. DEPC işlenmiş steril suda pelet resuspending göre nükleik asitler kurtarma.
- In vitro T7 RNAP içinde bir 40 mM Hepes / KOH (pH 8), 22 mM MgCl2, 5 mM ditiotreitol, 1 mM spermidin, her bir nükleosit trifosfat 4 mM (ATP, CTP, GTP, UTP içeren transkripsiyon karışım kapalı çalışır ayarlama ), 40-100 ug / ml arasında sindirilmişplazmid ve DEPC işlenmiş su içinde 0.1 mg / ml T7 RNAP. 37 C'de 3 saat için inkübe ° C.
- Bir 8 M üre denatüre% 12 poliakrilamid jel (Şekil 3A) üzerinde elde edilen RNA transkriptleri analiz edin. RNA transkriptleri Mono Q anyon değişim kromatografisi yolu ile saflaştırıldı ve 13 DEPC işlenmiş steril suda RNA fraksiyonu ve pelet yeniden süspanse edilmesi ve etanol çökeltme ile geri kazanılabilir. Gelecekte kullanılmak üzere -80 ° C'de saklayın RNA
5. Cas6 endonükleaz tahlil
- Bir ayarlama Vitro T7 RNAP 20 ul 2 mM ATP azaltılmış miktarda içerir ve ile tamamlanmaktadır (4.4) transkripsiyon karışımı kaçıp 2.5 ul α-[32 P]-ATP (10 mCi / ml, 5000 Ci / mmol). Bir denatüre edici 8 M üre,% 12 poliakrilamit jel arasından jel çıkarma yolu ile reaksiyon ürünleri, temizler. Otoradyografi bantları gözünüzde canlandırın.
- İstediğiniz rekombinant Cas proteinler üretin ve arındırmak. Bu örnekte, CClostridium thermocellum dan AS6 ısı çökeltme ve Ni-NTA kromatografi yolu ile saflaştınldı.
- Clostridium thermocellum Cas6 için bir endonükleaz tahlil reaksiyon (örneğin ayarlama, reaksiyon karışımı, 20 mM Hepes (KOH PH8), 250 mM KCl, 2 mM MgCl2, 1 mM DTT, 12,000 cpm RNA alt tabaka ve 1 uM enzim içeren ve inkübe edildi 37 ° C'de 30 dakika süre ile).
- 8 M üre, bir% 12 poliakrilamid jel üzerinde reaksiyon karışımı (% 95 formamit ihtiva eden 10 ul + RNA, yükleme tamponu) 5 ul yerleştirin. Otoradyografi elektroforez sonrası parçalanma ürünleri gözünüzde canlandırın.
6. Temsilcisi Sonuçlar
Cas endonükleaz etkinliği analizi için substrat RNA'nın bir örneği Şekil 3A'da gösterilmiştir. In vitro transkripsiyon reaksiyonunda bir analitik 100 ul 5 ul lik bir örnek yüklendi. RNA üretim verimliliğini Farklı yapıları arasındaki farklılık gösterebileceğini unutmayın. Bazı faktörler tşapka transkripsiyon başlatma için gereken +1 G, transkripsiyon sırasında RNA yapı formasyonu (ii) olasılığı ve üretim için sınırlama alanı (iii) aşağıdaki tercih olup elde edilen RNA miktarı, (i) ilk sıra etki gözlenmiştir run-off bölünme pozisyonunun.
RNA endonükleaz aktivite incelemesi hem yüksek oranda saflaştırılmış rekombinant Cas proteinler (Şekil 3B) ve uygun negatif kontroller gerektirir. İdeal olarak, bu negatif kontrol örneği incelenmiştir Cas endonükleaz reaksiyon mümkün olduğunca az farklıdır. Bu ifade Cas (ve aynı arıtma prosedürü izleyerek) olmadan reaksiyon tamponu ve hücre lizatı ile RNA inkübasyon yoluyla elde edilebilir. İdeal bir negatif kontrol önerilen bölünme sitesinin bir deoksiribonükleotid bir eklenmesidir. Şekil 3C, bir 5 'terminal tekrarı etiketli dizisinin bölünme Clostridium thermocellum Cas6 için gösterilir. Altında aynı koşullar, bu tekrar bir deoksiribonükleotid, -9 pozisyonunda tanıtıldıktan sonra artık bir substrat değildir. Bu yöntem aynı zamanda bölünme sitesinin ilgili bilgi sağlar. Son olarak, bir uzun içten etiketli ön crRNA Cas6 ile parçalanır ve iki yarılma parçaları görülmektedir.

CRISPR / Cas aktivitesi Şekil 1. Şematik gösterimi. Genel CRISPR küme (adaptasyon), bir Cas6 endonükleaz ile küçük crRNAs içine CRISPR dizi transkripsiyonu ve işleme, Cascade kompleksi içine crRNAs alımını ve müdahalesi bir viral DNA dizisi (protospacer) yerleştirilmesini takip crRNA ve protospacer arasındaki tamamlayıcılık esas viral saldırı tekrarladı. Protospacer bitişik motifler (PAM) işareti viral protospacer dizileri.
ŞEKIL 2 "src =" / files/ftp_upload/4277/4277fig2.jpg "/>
Şekil 2. Cas proteinleri RNA substratların Nesil. Düzeni (A) uzun ön crRNA substratlar, (B), orta ön crRNA alt tabakalar ve ön-crRNA üretimi için (C) kısa Cas RNA alt tabakalar üretmek için akışı gösterilmektedir. Örnek dizileri Clostridium thermocellum arasında CRISPR dizisi için sunulmuştur. büyük bir rakam görmek için buraya tıklayın .

Şekil 3. Cas6 endonükleaz denemesi. A.) Toluidin blue ile boyanan poliakrilamid özel tasarlanmış RNA oligonükleotid (250 pmol) jel ve in vitro RNA transkriptleri (tipik 100 ul reaksiyon 5 ul) iki. Isı sonra Clostridium thermocellum bir Cas6 hazırlık (80 pmol) B.) SDS-PAGE jel1 saat ve Ni-NTA kromatografisi için 50 ° C de yağış. 5 'terminal etiketli tekrar sıraları ve in vitro transkriptleri ön crRNA için endonucleolytic Cas6 aktivitesi C) tespit eder. -9 Pozisyonunda bir dNTP tanıtımı kısa Cas RNA substratın (S, Şek. 2C) için Cas6 bölünme ortadan kaldırmaktadır. Bir 5 'terminal 8 nt etiketi de uzun ön crRNA substratlar (L, Şek. 2A) dan crRNA olgunlaşması için oluşturulur. Bantları denatüre 8 M üre% 12 poliakrilamid jel üzerinde ayrılmış ve otoradyografi ile görselleştirilmiş edildi.