Crisrp/Cas12a kullanarak Multiplex genom düzenleme için protokol üç karotenoid üreten S. cerevisiae suşları crte, crtyb ve crti genler heterolog Rehberleri kullanarak ifade oluşturarak gösterilmiştir yüksek, orta ve düşük mukavemet: gerilme 1, 2 ve 3 sırasıyla (Tamamlayıcı tablo 3). Bu suşların inşası, genomik DNA 'da üç farklı lokasyona ( Şekil 2B'de gösterilmiştir) hedef almak için her bir gerginlik BAŞıNA üç bağışçı DNA ifadesi kasetleri ve altı Flanşlı bölge üretilmesi gerekir. Burada açıklandığı gibi, organizatör, açık okuma çerçevesi, Terminator ve iki bitişik 50-BP konnektörleri dizileri bir altın kapı klonlama reaksiyonu ile bir ifade kaseti içine monte edildi ve montaj PCR tarafından doğrulanmıştır (Şekil 3a). Tek crRNA dizisi sentetik bir DNA parçası olarak sipariş edildi ve PCR tarafından güçlendirilmiş (Şekil 3B). Tek crrna dizisi (Plasmid pRN1120) için alıcı plazmid EkoRI-HF ve Xhoı ile Doğrusallaştırılmış ve doğrusallaştırma Elektroforez (Şekil 3C) tarafından teyit edildi. Sunulan donör DNA ifadesi kasetleri ve yan bölgelerinin tasarım ve nükletotit dizileri, ek tablo 3 ve tamamlayıcı Masa 4' te gösterilir. Tek crRNA dizi ifade kasetleri serisi, Tamamlayıcı Tablo 1' de sağlanır. Tek crrna dizisinde yer alan mesafe tutucular işlevselliği bireysel crrnas19ile singleplex genom düzenleme ile önceden test edildi.
Cas12a kullanarak genom düzenlemenin verimliliği ilk önce dönüşümden sonra elde edilen renkli kolonilerin sayısına göre değerlendirildi (Tablo 1, Şekil 4). Üç inşa suşlarının düzenleme verimliliği% 50 ile% 94 arasında değişmektedir. Özellikle, gerinim oluşturmak için kullanılan ifade kasetleri giriş 1 en düşük düzenleme verimliliği gösterilir, muhtemelen donör DNA doğası nedeniyle neden (yani, bu ifade kasetleri kodlamak crte, Crtyb ve crti üç yüksek mukavemetli promotörler). Ikinci olarak, genomik DNA üzerinde amaçlanan loci üç donör DNA ifadesi kasetleri doğru entegrasyon PCR tarafından teyit edildi (Şekil 5). Primers, istenmeyen DNA 'nın doğru şekilde entegrasyonunun oluştuğu zaman PCR ürünlerinin elde edildiği şekilde tasarlandı. Her dönüşüm deneyi için, dönüşüm plakasının sekiz kolonisi seçilmiş ve test edildi ( Şekil 5' te sadece üçünün sunulmasını unutmayın). Genel olarak, 8 kolonilerin donör DNA, INT1 Locus crte donör DNA doğru entegrasyonu, INT2 Locus ve CRTI de INT3 Locus at crtyb test% >% 90 transformants doğrulandı. Bu sonuçlar, tek bir crRNA dizisi ile birlikte CRISPR/Cas12a sistemi gösterir, aynı anda birden çok loci S. cerevisiae genomu verimli çok katmanlı düzenleme sağlar.
Buna ek olarak, "Maya piksel sanatı" nın, renkli olmayan bir vahşi tip gerginliği ile birlikte inşa edilen üç karotenoid üreten suşları kullanarak yaratılmasını göstermekteyiz. Rosalind Franklin siyah ve beyaz bir resim başlayarak (Şekil 6a), 4-renkli resim (Şekil 6B) ve tespit listesi daha sonra bir agar Mikroplaka kullanarak dört farklı maya suşları nokta için kullanılan yaratıldı Akustik sıvı işleyici, Rosalind Franklin yüksek çözünürlüklü "Maya boyama" sonuçlanan (Şekil 6C, D, E).

Şekil 1 : S. cerevisiae'de Crispr/Cas12a Multiplex genom düzenleme protokolünün iş akışı. İş akışı sunulan yöntemin önemli adımlarını içerir. Ayrıntılar için protokol konusuna bakın. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.

Şekil 2 : Tek bir crRNA dizisi kullanarak CRISPR/Cas12a Multiplex genom düzenleme şeması. (A) tek crrna dizisi, Olgun formunda üç crRNAs ünitesinden oluşur, 23 BP kılavuz dizisi (renkli elmaslar) ile LbCas12a (gri kareler) için 20 BP doğrudan tekrar özel. Crrna dizisinin ifadesi SNR52 organizatör ve SUP4 Sonlandırıcı tarafından etkinleştirilir. S. cerevisiae 'nin bir Doğrusallaştırılmış pRN1120 ve pRN1120 (diyagonal çizgiler) ile Homoloji içeren tek crrna dizi ifade kaseti ile dönüşümü, ön ifade edilen hücrelerde dairesel bir Plasmid içine in vivo rekombinasyon sağlar LbCas12a. Tek crRNA dizisi daha sonra Cas12a tarafından işlenir. (B) CAS12A hedeflenen INT1, INT2 ve INT3 genomik hedef sitelere yönlendirilir ve çift sıkışmış kırmalar oluşturur. Dönüşüm karışımında, çevrelerden oluşan donör DNA 'Sı ve karotenoid gen ifade kaseti dahil edildi. Donör DNA meclisleri INT1 (crte), INT2 (crtyb) ve INT3 (crti) loci çevresindeki genomik DNA 'da, 50-BP homolog konnektörleri sıralarının varlığı nedeniyle in vivo rekombinasyon ile bir DNA uzatımı hedeflenmiştir. 5, A, B, C, D veya E. P1 – P3, farklı promotörler olarak belirtilir; T1 – T3, farklı sonlandırıcılar. Bu rakam, Verwaal ve ark. 201819' dan değiştirildi. Sentetik biyoloji açık dil (SBOL) görsel semboller40kullanılarak gösterilen genetik yapıları. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.

Şekil 3 : PCR genom düzenleme deneylerini doğruluyor. (A) birleştirilmiş donör DNA kasetlerini altın kapı klonlama reaksiyonları doğrulama. Elde edilen sonuçlar beklenen uzunlukları ile anlaşmadır. (B) tek crrna dizisinin PCR 'idir. (C) Plasmid pRN1120 linearizasyon. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.

Şekil 4 : Multiplex genom düzenleme yaklaşımı kullanarak S. cerevisiae dönüşümleri plakaları. (A) Strain 1 ifade crte, crtyb ve crti üç güçlü Rehberleri (koyu turuncu koloniler). (B) Strain 2 ifade crte, crtyb ve crti üç orta mukavemetli Rehberleri (turuncu koloniler). (C) üç düşük mukavemetli promotörler (sarı koloniler) gelen crte, Crtyb ve crti 3 ifade strain. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.

Şekil 5 : PCR, genomik DNA içinde istenen loci 'de donör DNA ifadesi kasetlerini bütünleştirmeyi doğruluyor. (A) gerilimin üç koloninin doğrulanması 1. (B) 2. gerilimin üç koloninin doğrulanması. (C) 3. gerilimin üç koloninin doğrulanması. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.

Şekil 6 : Rosalind Franklin Maya piksel sanatı. (A) şablon olarak kullanılan Rosalind Franklin 220 x 280 piksel siyah ve beyaz RGB fotoğraf. (B) Rosalind Franklin siyah ve beyaz fotoğrafın bilgisayar dönüşümü 4-renk 64 × 96 piksel listesi içine. (C) fotoğraf Maya piksel sanat 64 ile × 96 Maya kolonileri ile bir yakınlaştırılmış-bölümünde. (D) iki tam yetiştirilen plaka ile akustik bir sıvı işleyici fotoğrafı. (E) 64 ile tam yetiştirilen Mikroplaka fotoğraf × 96 Maya kolonileri. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.
| Gerilim 1 | Gerilim 2 | Gerilim 3 |
| Renkli koloniler | 16 | 279 | 220 |
| Beyaz koloniler | 16 | 18 | 18 |
| Toplam koloniler | 32 | 297 | 238 |
| Verimli -liği | 50% | 94% | 92% |
Tablo 1: Multiplex genom düzenleme yaklaşımı etkinliğini düzenleme.
| crRNA dizi dizisia, b, c, d, e, f |
Catgtttgacagcttatcatcgataatccggagctagcatgcggccgctctagaactagtggatcccccgggctgcag Mehmet mehmet BIR de bu kadar çok zaman var........ BIR de O zaman, ben de bunu yaparım............ BIR de O zaman, ben de bır daha............ mustafa akgül................. (CTGGTGGGAGAGAAAGCTTATGAAatttctactaagtgtagatgtgccgtac) (GCCGGAGCCGACGGAatttctactaagtgtagattgcccctcttatacgattatattTT) hüseyin gülgücün-ben de bir daha... BIR daha DEĞIL, bır daha.......
|
a. Homoloji pRN1120 (kalın). b. SNR52 organizatör (italik). c. genomik hedef sıraları (altı çizili). d. doğrudan LbCas12a (italik, kalın) için özel tekrarlar Kılavuzu. e. SUP4 Sonlandırıcı (italik). f. Homoloji pRN1120 (kalın). |
Tamamlayıcı Tablo 1: Plasmid pRN1120 ile Homoloji içeren LbCas12a için tek crRNA dizisi.
| Adı | Sıraa | Açıklamab | Noktada kullanılır |
| KC-101 | KıZ kız | Tek crRNA dizisinin amplifikasyon için FW astar | 2.1.4 |
| KC-102 | BIR daha yok | Tek crRNA dizisinin amplifikasyon için RV astar | 2.1.4 |
| KC-103 | BIR daha yok. | Bağlayıcı 5 ile donör DNA amplifikasyon için FW astar | 3.6.1 |
| KC-104 | MUSTAFA akgül | Bağlayıcı A ile donör DNA amplifikasyon için RV astar | 3.6.1 |
| KC-105 | CGGATCGATGTACACAACCG | Bağlayıcı B ile donör DNA amplifikasyonu için FW astar | 3.6.1 |
| KC-106 | Kemal ÖZÇAKıR | Bağlayıcı C ile donör DNA amplifikasyon için RV astar | 3.6.1 |
| KC-107 | (Asam) | Bağlayıcı D ile donör DNA amplifikasyon için FW astar | 3.6.1 |
| KC-108 | AGGTACAACAAGCACGACCG | Bağlayıcı E ile donör DNA amplifikasyon için RV astar | 3.6.1 |
| KC-109 | ÖZGÜL, | Bağlantı 5 ' INT1 5 ' amplifikasyon için FW astar | 4,4 |
| KC-110 |
Mustafa ŞASAK (TGGATATGCAAAGCGATTGGAA) oktay gıtcı ATTCC 'de | Bağlantı 5 ' INT1 5 ' amplifikasyon için RV astar | 4,4 |
| KC-111 |
GÜLLE BIR daha olmaz. caner aagcgttcctc Bu konuda | FW astar INT1 3 ' amplifikasyon için bağlayıcı A | 4,4 |
| KC-112 | (TGTCAACTGGAGAGCTATCG) | Bağlantı A ile INT1 3 ' amplifikasyon için RV astar | 4,4 |
| KC-113 | Bu BIR | INT2 5 ' ' i bağlayıcı B ile amplifikasyon için FW astar | 4,4 |
| KC-114 |
BIR daha. TGGGTGCAGTCGGTTGTGTACAT (CGATCCGcccttatcaaggatacc) GGTTG | Bağlayıcı B ile INT2 5 ' amplifikasyon için RV astar | 4,4 |
| KC-115 |
AKGCTTTCCGGCATCTTCCA (GACCACAGTATATCCATCCGCCT) (aktoprak) GGG | FW astar INT2 3 ' amplifikasyon için bağlayıcı C ile | 4,4 |
| KC-116 | BIR daha yok | Bağlantı C ile INT2 3 ' amplifikasyon için RV astar | 4,4 |
| KC-117 | (GGTCGTTTTTGTGCAGCATATTG) | INT3 5 ' ' i konnektörlü D ile amplifikasyon için FW astar | 4,4 |
| KC-118 |
Gülsen aslan (Aktoprak) IlhanTaçoğlu AAGAACG ürünleri | Bağlayıcı D ile INT3 5 ' amplifikasyon için RV astar | 4,4 |
| KC-119 |
Emrah özsu BIR daha olmaz. (ADAPAZAS) (GTAC) | FW astar INT3 3 ' amplifikasyon için konektör E | 4,4 |
| KC-120 | GENÇKıZ çocuk | RV astar ile INT3 3 ' amplifikasyon için konektör E | 4,4 |
| KC-121 | BIR daha yok | Con5-crtE-conA entegrasyonu doğrulama için FW astar INT1 5 ' | 7.4.1 |
| KC-122 | (CACTGCTAACTACGTTTACTTC) | Con5-crtE-conA entegrasyonu doğrulama için FW astar INT1 3 ' | 7.4.1 |
| KC-123 | CACTGGAACTTGAGCTTGAG | INT2 5 ' için conB-crtYB-conC entegrasyonu doğrulama için FW primer | 7.4.1 |
| KC-124 | Bu BILGI | ConB-crtYB-conC entegrasyonunun doğrulanması için FW primer INT2 3 ' | 7.4.1 |
| KC-125 | CTCTCATGAAGCAGTCAAGTC | INT3 5 ' için conD-crtI-conE entegrasyonunun doğrulanması için FW astar | 7.4.1 |
| KC-126 | ARCGGTAGGTGAAĞ | INT3 3 ' ' e conD-crtI-conE entegrasyonunun doğrulanması için FW astar | 7.4.1 |
| KC-127 | Bu konuda | Con5-crtE-conA entegrasyonu doğrulama için RV astar INT1 5 ' | 7.4.1 |
| KC-128 | GTGTGCATGATCTGTGATAAC | Con5-crtE-conA entegrasyonu doğrulama için RV astar INT1 3 ' | 7.4.1 |
| KC-129 | Bu BIR | ConB-crtYB-conC entegrasyonunun doğrulanması için RV primer INT2 5 ' | 7.4.1 |
| KC-130 | CCAACGTGCCTTAAAGTCTG | ConB-crtYB-conC entegrasyonunun doğrulanması için RV primer INT2 3 ' | 7.4.1 |
| KC-131 | (CCTTACCTTCTGGAGCAGCAG) | INT3 5 ' için conD-crtI-conE entegrasyonunun doğrulanması için RV astar | 7.4.1 |
| KC-132 | (CTGGTTACTTCCCTAAGACTG) | INT3 3 ' için conD-crtI-conE entegrasyonunun doğrulanması için RV astar | 7.4.1 |
| a. kalın diziler bağlayıcı sıraları gösterir. b. Ileri ve ters astarlar sırasıyla FW ve RV olarak belirlenir. | | |
Tamamlayıcı tablo 2: Primer dizileri.

Tamamlayıcı tablo 3: inşa edilmiş suşların tasarımı.

Tamamlayıcı Tablo 4: donör DNA ifadesi kasetleri ve pullanma bölgelerinin dizileri. Bu dosyayı indirmek Için lütfen buraya tıklayın.