$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Biz bir model sistem tek bir kopya HCT116 hücreleri olarak entegre eGFP gen içinde gömülü bir nokta mutasyon düzeltilmesi üzerine dayanır gen memeli hücrelerinde düzenleme çalışırdım. Bu tek kopya gen olduğunu unutmamak gerekir; Böylece, DNA değişiklikler veya mutagenesis daha az karmaşık bir görünümünü yapılabilir. Şekil 1A mutant eGFP Gen dizisi hedeflenen Bankası kodonu etiket kırmızı renkte, üçüncü tabanı ile görüntüler. Kısmen (72NT) eGFP gen transkripsiyonu strand tamamlayıcı ve bir g Bankası değişim bir c için tasarlanmış, 72-base Oligonükleotid da gösterilmiştir. Buna ek olarak, 2 C, ile belirtilen protospacer sırayla bir 5' 3', yönüne olarak belirlenmiş bir CRISPR da şekil 1A' tasvir edilir. Bu gen düzenleme reaksiyon taşımak için biz (cr) RNA ve saf Cas9 protein (şekil 1B) birleştiğinde tracr (tr) RNA CRISPR oluşan bir Ribonükleoprotein (RNP) Cas9 gen oluşan bir memeli ifade vektör kullanmak yerine kullanılan ve uygun belirli Kılavuzu RNA dizisi.
Özel tasarlanmış RNP parçacık HCT116 hücrelere çoğalmasıyla, düzenleme, gen tek iplikçikli Oligonükleotid ile teslim edildiğinde eGFP tek temel mutasyon tamiri kanıtladığı, bir akış kullanarak kuluçka 72 h sonra gözlenen sitometresi. Fonksiyonel onarım observable tarafından hedeflenen hücrelere, bu floresan nedeniyle sıralayarak tüm nüfusu da ayrılması hücreleri yeşil Floresans ortaya çıkması olduğunu. Şekil 2' de gösterildiği gibi yavaş yavaş doz yanıt RNP ve 72NT artış koordine düzeyleri olarak görülebilir. Moleküler oranı, RNP picomoles ve bu şekilde, görüntülendiği gibi 72NT micromolar konsantrasyonu en uygun dozlarda Cas9 ve belirli Kılavuzu RNA transfected ifadeden giriş bağlı gen düzenleme reaksiyonlarda kullanılan temel alır vektörel çizimler. Şekil 2 ' deki ilave RNP parçacık yokluğunda yapılan bir gen düzenleme tepki görüntüler. Burada, 72NT Oligonükleotid 10 kat daha yüksek konsantrasyon tek ajan gen düzenleme tepki olarak kullanıldığında hedef hücreleri yaklaşık % 1'i düzeltilir.
Genetik heterojenite hedef site sözde yerinde mutagenesis etkisi olup olmadığını belirlemek için-gen tek tek hücreleri içinde etkinlik düzenleme sonucu incelemeye karar verdik. Süre clonally genişletilmiş hücre genomu incelendiğinde genel nüfus, genetik ayak izleri veya lezyonlar doğru bir ölçü inceleyerek tespit edilebilir çok daha zahmetli. Şekil 2' de, bu kez sadece RNP karmaşık 100 pmol ve 72NT Oligonükleotid 2.0 µmol kullanarak açıklanan deney tekrarladı. Olarak yukarıda, HCT 116 hücreleri için 24 h aphidicholine ile senkronize ve G1/S sınırda tutuklandı. 4 h daha sonra hücreleri serbest bırakıldı ve gen düzenleme araçları elektroporasyon tarafından tanıtıldı. 72 saat sonra hücreleri FACS kullanarak ve ( şekil 3' te deneysel işlem resimli) 96-şey tabak içine tek tek sıralanmış analiz edildi. Yeşil Floresans görüntüleme hücreleri 96-şey plaka klonal genişleme için bireysel kuyu içine Akış Sitometresi tarafından sıralanmış. Önemlisi, hücreleri eGFP ifade eksik da izole ve genişleme aynı koşullar altında için benzer bir şekilde sıralanır.
Büyüme 14 gün sonra çoğu bireysel klonların DNA izolasyon etkinleştirmek için yeteri kadar genişletti. Bu nedenle, eGFP pozitif örnekleri 16 klonları seçildi ve hedef site çevreleyen genetik bütünlük DNA sıralama tarafından analiz edildi. Nüfus içinde gen DNA dizisi çevreleyen bilgiler sıralama, wildtype gen (şekil 4A) sırasını karşılaştırmak için sıra görselleştirme yazılımları kullanarak monte Sanger kullanılarak oluşturuldu. RNP kompleks Kesme Makinası (2 C crRNA) bar yeşil üzerinde bulunan siyah bir ok ile gösterilir. De gösterildiği gibi şekil 4A, hedef site tahmin edilen nükleotit borsada tüm 16 eGFP pozitif hücreler içerir. Dönüştürülen C kalıntı kırmızıyla vurgulanır ve kesin bu değişikliği yansıtan en yüksek profil altında eGFP pozitif sıra sağlanır. Benzer bir şekilde, 15 sigara-yeşil klonal izole, yeterince DNA ekstraksiyon etkinleştirmek için genişletilmiş ve sıralama, heterojenlik, hedef site için analiz edildi. Tahmin edilebileceği gibi yaklaşık yarım örneklerinde, DNA Bankası takas gözlendi. Bu hedef site de G kalıntı bakım şekil 4B' gösterildiği gibi yansıyor. Bu deneyler incelendiğinde klonal Açılımları geri kalanı silme mutasyonlar, bu nedenle yeşil Floresans olmaması için muhasebe türdeş olmayan bir nüfusa görüntülenir. Silme boyutu bir baz 19 üsleri arasında değişiyordu. Biz sadece eGFP pozitif hücre 15 örnekleri inceledik ve bu tür genetik lezyonlar CRISPR/Cas9 faaliyete göre geride bir oldukça temsilcisidir inanıyorum iken, bir olasılık olduğunu bu diğer türleri veya indels türlü unutmamak gerekir Hedef nüfus mevcut olabilir.
Birlikte ele alındığında, şekil 4 ' te gösterilen sonuçlarını sistemi hedefleme eGFP fenotipik okuma onaylayın. C nükleotid G dönüşüm sağlayan yeşil Floresans düzeltilmiş HCT116 hücrelerdeki ortaya çıkması. Hedef site çevresindeki hiçbir temel ikame bu deneme için izole klonlar veya önceki deneyler27,28gözlenmiştir. Verileri da hücrelerin gen noktası-mutasyon onarım düzenleme geçmesi başarısız ama Düzeltilmemiş, genetik heterojenite hedef site çevreleyen bir dizi ile değiştirilmemiş değil bazı durumlarda kalır göstermektedir.

Şekil 1. (A) gen mutant eGFP gen düzenleme için modeli sistemi. Wildtype ve mutasyona uğramış eGFP gen sırası, merkezinde yer hedefli kodonu ile uygun parçalarını yeşil ve kırmızı, sırasıyla görüntülenir. Karşılığında hedef nükleotit kalın ve altı çizili. Vurgulanan mavi temsil 2 C CRISPR protospacer sıra üsleri ve turuncu üsleri PAM sitesini vurgulayın. Bu deneylerde kullanılan Oligonükleotid uzunluğu, modifiye phosphorothioate bağlantıları üç terminal üsleri yatak 72 üsleri olduğunu; 72-mer sigara transkripsiyonu (NT) strand (72NT) hedefler. (B) CRISPR/Cas9Ribonükleoprotein derleme tepki. crRNA tracrRNA (yeşil) ile 2 C protospacer sıra ile etkileşim etki alanı (mavi) için karşılık gelen hedef özgüllük (20 üsleri, kırmızı bölüm) sağlar. crRNA ve tracrRNA ekimolar konsantrasyonlarda komplementer. Cas9 protein (gri) RNP derleme tamamlamak için eklenir. Hangi sonra hedef DNA ayırmak Kılavuzu RNA'ların (gRNAs) doğrudan ve Cas9 endonükleaz etkinleştirin. Şekil alt bölümünde 2 C tohum sırası ve tracrRNA sıra gösterilir. Bu rakam Rivera-Torres, N. ve ark. güncellenmiştir (2017). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 2. Düzenleme Gene doz bağımlı ne zaman yönettiği RNP ve ssODN. Senkronize ve HCT 116-19 hücreleri electroporated CRISPR/Cas9 RNP 24-120 pmol ve 0,6-3.0 ile serbest bırakıldı µM, 72mer. 72-h kurtarma döneminden sonra bir Akış Sitometresi kullanarak gen düzenleme etkinliği ölçülmüştür. Gen düzenleme hücrelerin nüfus toplam sayısı bölü eGFP pozitif hücrelerin sayısına göre belirlenen düzeltme verimlilik (%) olarak görüntülenir. Hata çubukları üç standart hata temel hesaplamaları kullanarak üç ayrı deneyleri üzerinde oluşturulan veri noktaları kümesi üzerinden üretilmektedir. İç metin: tek ajan gen düzenleme. Gen düzenleme etkinliği aynı koşullar altında karmaşık RNP yokluğunda tek iplikçikli Oligonükleotid (72NT) Yönetmen konsantrasyonu artan bir fonksiyonu sunulur. Bu rakam Rivera-Torres, N. ve ark. güncellenmiştir (2017). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 3. Tek hücre klonlar yalıtım için deneysel stratejisi. EGFP ifade sergileyen hücreleri olarak pozitif ve sıralanmış bir Akış Sitometresi tek hücreler olarak bireysel kuyu klonal gelişmemiz kullanarak skorlanmıştır. EGFP ifadesi eksik hücreleri izole ve benzer şekilde sıralanmış ve aynı koşullar altında genişletilmiş. O zaman DNA'sı izole ve eGFP gen güçlendirilmiş ve Sanger için tabi hedef site çevreleyen gen düzenleme etkinliğini çözümlemeye sıralama. Bu rakam Rivera-Torres, N. ve ark. güncellenmiştir (2017). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 4. (A) allelic analiz eGFP pozitif hücrelerinin genişletilmiş klonal bir popülasyon olarak. Clonally izole ve genişletilmiş eGFP pozitif örnekler (on altı klonları) hedeflenen Bankası ve DNA her birinden çevreleyen sitesinde analiz, hasat, saf, güçlendirilmiş ve sıralı. Allelic analiz sıralama sırası görselleştirme yazılımları kullanarak monte ve rakam üst kısmında resimli wildtype Gen dizisi göre Sanger kullanılarak gerçekleştirilmiştir. RNP kompleks kesme makinası küçük siyah bir ok yeşil bar (2 C crRNA) yer alan olarak belirtilir. (B) EGFP negatif hücre allelic analiz genişletilmiş klonal bir popülasyon olarak. On beş bireysel örnekleri, Düzeltilmemiş nüfus kaynaklanan klonlar üzerinden genişletilmiş rastgele seçilen ve hedef nükleotit çevreleyen sitesinde Indel oluşumu için analiz. Olarak yukarıda, allelic analiz sıralama ve bir sıra görselleştirme yazılım kullanarak monte Sanger kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bir kez daha, RNP kesme makinası ile birlikte şekil üstündeki wildtype gen dizisini sunulmaktadır. Bu rakam Rivera-Torres, N. ve ark. güncellenmiştir (2017). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.