Method Article

UAS-cDNA/ORF plazmit kütüphanesinin yüksek verimli yapısı için CRISPR tabanlı modüler montaj

DOI:

10.3791/66581

⸱

May 17th, 2024

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Clinical Research Institute, The Affiliated Nanhua Hospital, Hengyang Medical School, University of South China, 2Department of Neurology, The Affiliated Nanhua Hospital, Hengyang Medical School, University of South China, 3Department of Clinical Laboratory, The Affiliated Nanhua Hospital, Hengyang Medical School, University of South China, 4Shanghai Diabetes Institute, Shanghai Key Laboratory of Diabetes Mellitus, Shanghai Clinical Center for Diabetes, Shanghai Sixth People's Hospital Affiliated to Shanghai Jiao Tong University School of Medicine

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Halka açık cDNA/ORF kaynaklarını kullanarak Drosophila'daki UAS-cDNA/ORF plazmit kütüphanesinin yüksek verimli inşası için bir yöntem olan CRISPR tabanlı modüler montaj (CRISPRmass) için bir protokol sunuyoruz. CRISPRmass, çeşitli plazmit kütüphanelerini düzenlemek için uygulanabilir.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Fonksiyonel genomik tarama, gen fonksiyonunu araştırmak için güçlü bir yaklaşım sunar ve genom çapında plazmit kütüphanelerinin oluşturulmasına dayanır. Plazmid kütüphanesi yapımı için geleneksel yaklaşımlar zaman alıcı ve zahmetlidir. Bu nedenle, yakın zamanda, genom çapında bir yukarı akış aktive edici dizi tamamlayıcı DNA/açık okuma çerçevesi (UAS-cDNA/ORF) plazmit kütüphanesinin yüksek verimli inşası için basit ve verimli bir yöntem olan CRISPR tabanlı modüler montaj (CRISPRmass) geliştirdik. Burada, GAL4 / UAS tabanlı bir UAS-cDNA / ORF plazmit kütüphanesinin yapısını örnek alarak CRISPRmass için bir protokol sunuyoruz. Protokol, büyük ölçüde paralel iki aşamalı test tüpü reaksiyonlarını ve ardından bakteriyel dönüşümü içerir. İlk adım, tek kılavuz RNA (sgRNA) ile birlikte CRISPR/Cas9 kullanarak cDNA'ların veya ORF'lerin 5' ucuna bitişik paylaşılan yukarı akış vektör dizilerini keserek mevcut tamamlayıcı DNA (cDNA) veya açık okuma çerçevesi (ORF) cDNA veya ORF kütüphane plazmitlerini doğrusallaştırmaktır ve ikinci adım, tek adımlı bir reaksiyon kullanarak doğrusallaştırılmış cDNA veya ORF plazmitlerine bir UAS modülü yerleştirmektir. CRISPRmass, çeşitli plazmit kütüphanelerinin basit, hızlı, verimli ve uygun maliyetli bir şekilde oluşturulmasını sağlar. UAS-cDNA/ORF plazmit kütüphanesi, kültürlenmiş hücrelerde fonksiyon kazancı taraması ve Drosophila'da genom çapında bir transgenik UAS-cDNA/ORF kütüphanesi oluşturmak için kullanılabilir.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tarafsız tüm genom genetik taraması, belirli bir biyolojik süreçte yer alan genleri tanımlamak ve mekanizmasını aydınlatmak için güçlü bir yaklaşımdır. Bu nedenle, biyolojik araştırmaların çeşitli alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Drosophila genlerinin yaklaşık% 60'ı insanlarda 1,2 korunur ve insan hastalık genlerinin ~% 75'i Drosophila3'te homologlara sahiptir. Genetik tarama temel olarak fonksiyon kaybı (LOF) ve fonksiyon kazancı (GOF) olmak üzere iki türe ayrılır. Drosophila'daki LOF genetik taramaları, biyolojinin neredeyse her yönünü yöneten mekanizmaların aydınlatılmasında kritik bir rol oynamıştır. Bununla birlikte, Drosophila genlerinin çoğunluğu belirgin LOF fenotiplerine4 sahip değildir ve bu nedenle, GOF taraması bu genlerin 4,5 işlevini incelemek için önemli bir yöntemdir.

İkili GAL4/UAS sistemi, Drosophila6'da dokuya özgü gen ekspresyonu için yaygın olarak kullanılır. Bu sistemde, doku, GAL4 duyarlı elemanına (UAS) bağlanan ve böylece aşağı akış genetik bileşenlerinin (örneğin, cDNA ve ORF) transkripsiyonunu aktive eden maya transkripsiyon aktivatörü GAL4'ü spesifik olarak eksprese eder6. Drosophila'da genom çapında GOF taramaları gerçekleştirmek için, genom çapında bir UAS-cDNA/ORF plazmit kütüphanesi ve ardından Drosophila'da bir transgenik UAS-cDNA/ORF kütüphanesi oluşturmamız gerekiyor.

Halka açık cDNA/ORF klonlarından geleneksel yöntemlerle genom çapında bir UAS-cDNA/ORF plazmit kütüphanesinin oluşturulması, her genin primer tasarımı ve sentezi, polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) ve jel saflaştırma, dizileme, kısıtlama sindirimi vb. dahil olmak üzere kişiselleştirilmiş tasarımlar gerektirmesi nedeniyle zaman alıcı ve zahmetlidir 7,8. Bu nedenle, böyle bir plazmit kütüphanesinin inşası, Drosophila'da genom çapında bir transgenik UAS-cDNA/ORF kütüphanesi oluşturmada hız sınırlayıcı bir adımdır. Son zamanlarda, yeni bir yöntem olan CRISPR tabanlı modüler montaj (CRISPRmass)9 geliştirerek bu sorunu başarıyla çözdük. CRISPRmass'ın özü, gen düzenleme teknolojisi ve kesintisiz klonlama teknolojisinin bir kombinasyonu yoluyla bir plazmit kütüphanesinin paylaşılan vektör dizilerini manipüle etmektir.

Burada, büyük ölçüde paralel iki aşamalı test tüpü reaksiyonlarını ve ardından bakteriyel dönüşümü içeren CRISPRmass için bir protokol sunuyoruz. CRISPRmass, prensip olarak çeşitli plazmit kütüphanelerinin yüksek verimli inşası için kullanılabilen basit, hızlı, verimli ve uygun maliyetli bir yöntemdir.

CRISPRmass stratejisi
CRISPRmass prosedürü, Escherichia coli (E. coli) dönüşümünden önce paralel iki aşamalı test tüpü reaksiyonları ile başlar (Şekil 1). Adım 1, cDNA/ORF plazmitlerinin özdeş vektör omurgalarının Cas9/sgRNA ile bölünmesidir. İdeal bir bölünme bölgesi, cDNA/ORF'nin 5' ucuna bitişiktir. Dekolte ürünlerinin saflaştırılmasına gerek yoktur. Adım 2, vektöre özgü bir UAS modülünün, Gibson düzeneği (bundan böyle tek adımlı reaksiyon olarak anılacaktır) ile Cas9/sgRNA doğrusallaştırılmış cDNA/ORF plazmitlerine eklenmesidir ve UAS-cDNA/ORF plazmitleri ile sonuçlanır. Bir UAS modülünün 5' ve 3' terminal dizileri, doğrusallaştırılmış cDNA/ORF plazmitlerininkilerle örtüşerek tek adımlı reaksiyonu mümkün kılar.

Tek aşamalı reaksiyon ürünleri doğrudan E. coli dönüşümüne tabi tutulur. Teorik olarak, UAS modülünün antibiyotik direnç genine karşılık gelen seçim antibiyotiklerini içeren Luria-Bertani (LB) plakaları üzerinde yalnızca istenen UAS-cDNA / ORF kolonileri büyüyebilir. UAS modülü, bir çekirdek UAS modülü, cDNA veya ORF plazmitlerinden farklı bir antibiyotik direnç geni ve 5' ve 3' terminal dizilerinden oluşur. Bir çekirdek UAS modülü, 10 UAS kopyası, bir Hsp70 minimal promometre, phiC31 aracılı genomik entegrasyon için bir attB dizisi ve Drosophila7 için bir mini-beyaz dönüşüm belirteci içerir.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. cDNA/ORF'nin yukarı akışında optimal Cas9/sgRNA bölünme bölgesinin belirlenmesi

  1. Aynı vektör omurgalı cDNA veya ORF plazmitlerinin hazırlanması
    1. Drosophila genom kaynak merkezi (DGRC, https://dgrc.bio.indiana.edu/) Altın Koleksiyonu10,11, fare memeli gen koleksiyonu (MGC, https://genecollections.nci.nih.gov/MGC/) ve insan CCSB çapında Lentiviral ekspresyon kütüphanesi12 gibi kamu kaynaklarında bulunan cDNA/ORF klonlarını satın alın. Bu protokolde, DGRC Altın Koleksiyonunda bulunan pOT2 vektör tabanlı cDNA/ORF klonlarını örnek olarak alıyoruz.
    2. Bir plazmit mini hazırlama kiti kullanarak plazmit DNA'sını çıkarın. Plazmitlerin konsantrasyonunu bir spektrofotometre ile ölçün.
  2. sgRNA'ların tasarımı
    1. CHOPCHOP web sitesini ziyaret edin (https://chopchop.cbu.uib.no/). Hedefi Yapıştır düğmesine tıklayın ve ardından ilgilendiğiniz DNA dizisini girin. İlgilenilen dizi, cDNA/ORF 5' ucunun yukarı akışında pOT2 vektör omurgasında bulunan 20-100 bp'lik bir bölgedir.
    2. Drosophila melanogaster türünü seçin. Hedef Siteleri Bul düğmesini tıklayın. Tahmini verimliliği %80'den yüksek olan sgRNA adaylarını seçin.
  3. sgRNA'ların hazırlanması
    1. PAGE ile saflaştırılmış oligolar, ileri bir astar sipariş edin (5 "-TAATACGACTCACTATAGG (N) 20GTTTTAGAGCTA
      GAAATAG-3'), burada (N)20 , bir sgRNA'nın hedef dizisidir ve bir sgRNA iskele ters primer sgRNA-REV (5'-AAAAGCACCGACTCGGTGCCACTT-3').
      NOT: PAGE saflaştırılmış yüksek kaliteli oligonükleotidlerin kullanılmasını öneririz.
    2. sgRNA'nın in vitro transkripsiyonu (IVT) için PCR ile bir DNA şablonu hazırlayın. Aşağıdaki gibi 100 μL'lik bir PCR reaksiyonu ayarlayın: 5 μL şablon pX330 (Feng Zhang'ın hediyesi Addgene plazmidi 42230; 0.1 ng/μL), 5 μL ileri astar (10 μM), 5 μL sgRNA-REV (10 μM), 50 μL 2x Yüksek kaliteli PCR ana karışımı ve bir PCR tüpünde 35 μL dietil pirokarbonat (DEPC) ile muamele edilmiş su.
    3. Aşağıdaki termodöngü koşullarını kullanarak PCR gerçekleştirin: 30 saniye boyunca 98 °C'lik 1 döngü; 10 sn boyunca 98 °C, 10 sn için 51 °C, 5 sn boyunca 72 °C'lik 5 döngü; 10 sn boyunca 98 °C'de 30 döngü, 15 sn boyunca 72 °C; 2 dakika boyunca 72 °C'lik 1 döngü. Reaksiyonları bir termal döngüleyicide inkübe edin.
    4. PCR ürünlerini %0,8 agaroz jel elektroforezi ile ayırın. UV altında jel üzerinde ~ 120 bp'lik bir DNA fragmanı görünmelidir. Bir jel ekstraksiyon kiti kullanarak ~ 120 bp DNA fragmanını saflaştırın. Saflaştırılmış DNA fragmanı, sgRNA'nın IVT'si için bir şablon görevi görür.
    5. Aşağıdaki gibi 5 μL'lik bir IVT reaksiyonu ayarlayın: 165 ng ~ 120 bp saflaştırılmış jel DNA fragmanı, 1.65 μL NTP tampon karışımı, 0.33 μL T7 RNA polimeraz karışımı ve DEPC ile muamele edilmiş su. Reaksiyonları 37 ° C'de 4 saat inkübe edin. Bir in vitro transkripsiyon kitinin manuel talimatlarını izleyin.
    6. IVT reaksiyon ürününe 45 μL DEPC ile arıtılmış su ekleyin. IVT reaksiyon ürünlerini RNA olarak değerlendirin ve DEPC ile arıtılmış suyu boş kontrol olarak kullanın. sgRNA konsantrasyonunu bir spektrofotometre ile ölçün. Seyreltilmiş sgRNA konsantrasyonu 870 ng/μL civarındadır.
    7. IVT reaksiyon ürününü DEPC ile muamele edilmiş su ile 20 ng / μL'ye seyreltin. sgRNA'yı doğrudan -80 °C'de ayırın ve saklayın.
      NOT: IVT reaksiyonundan sonra, DNA şablonunun miktarı sgRNA'nınkinin %0.4'ünden daha az olduğundan ve DNA şablonu sonraki CRISPRmass reaksiyonunu etkilemediğinden, sgRNA'nın kesin konsantrasyonunu ölçmek için DNA şablonunun DNaz sindirimi ile çıkarılması gerekli değildir. Bu nedenle, sgRNA saflaştırması gerekli değildir.
  4. sgRNA'ların değerlendirilmesi
    1. Bir restriksiyon enzimi ile pOT2 vektör omurgası taşıyan bir cDNA/ORF plazmidini sindirin. Elde edilen DNA fragmanlarını% 0.8 agaroz jel elektroforezi ile ayırın. DNA substratını bir jel ekstraksiyon kiti ile saflaştırın.
      NOT: pOT2 vektör omurgasının sgRNA hedefleme dizilerini içeren bir DNA fragmanı, Cas9/sgRNA'ların DNA substratı olarak hizmet eder. Cas9/sgRNA'ların bölünme bölgeleri asimetrik olarak DNA substratında bulunur ve bu nedenle, DNA substratının Cas9/sgRNA'lar tarafından bölünmesi, farklı boyutlarda iki DNA fragmanı verir, bu da onları sindirim reaksiyonunda parçalanmamış DNA substratından ayırt etmeyi kolaylaştırır.
    2. Aşağıdaki gibi 5 μL'lik bir Cas9 bölünme reaksiyonu ayarlayın: 0.2 μL 1.22 μM S. pyogenes Cas9, 0.5 μL 20 ng/μL sgRNA, 0.015 pmol DNA substratı, 0.5 μL 10x Cas9 Tamponu ve DEPC ile arıtılmış su. Reaksiyonları 37 °C'de 1 saat inkübe edin.
    3. Bölünme ürünlerini %0.8 agaroz jel elektroforezi ile ayırın. Bozulmamış DNA substratını, sindirilmiş DNA substratı için negatif bir kontrol olarak yükleyin.
      NOT: Burada, bozulmamış DNA substratı, Cas9/sgRNA'lar tarafından sindirim reaksiyonlarına tabi tutulmayan DNA substratını ifade eder. DNA substratının Cas9/sgRNA'lar tarafından bölünmesi, farklı boyutlarda iki DNA fragmanı verir, bu da sindirim reaksiyonunda bölünmemiş DNA substratından ayırt edilmelerini kolaylaştırır.
    4. Dijital bir görüntüleme sistemi ile bölünme modellerini analiz edin (Şekil 2). Sonraki CRISPRmass deneyleri için en verimli sgRNA'yı seçin. Şekil 2 , dört sgRNA'nın tümünün yüksek bölünme verimliliği sergilediğini ve CRISPRmass için kullanılabileceğini göstermektedir. Sonraki deneyler için altı çizili sgRNA'yı seçin.
      NOT: Bölünmemiş DNA substratı ne kadar küçükse, sgRNA, DNA substratının Cas9/sgRNA sindirimi için o kadar verimli olur.

2. Bir İHA modülünün inşası

NOT: Bir UAS modülü, bir çekirdek UAS ve omurga bölünme bölgesinin sırasıyla 5' ve 3' uçları ile örtüşen 5' ve 3' terminal dizilerinin yaklaşık 20-40 bp'sini içerir (Şekil 1). UAS modülünün 5' ve 3' terminal dizileri, pOT2 vektörünün omurga bölünme bölgesi tarafından belirlenir.

  1. pOT2 vektörüne özgü UAS modülünü pCR8GW vektörünün EcoRI bölgesine klonlayın, böylece pCR8GW-Amp-W-attB-UAS-Hsp70 plazmidi elde edin (Ek Dosya 1). pCR8GW-Amp-W-attB-UAS-Hsp70 plazmitinin EcoRI ile 37 °C'de 1 saat süreyle sindirilmesiyle pOT2 vektörüne özgü UAS modülünü serbest bırakın.
  2. Bölünme ürünlerini %0.7 agaroz jel elektroforezi ile ayırın. 6178-bp UAS modülünü bir jel ekstraksiyon kiti ile saflaştırın. Sonraki deneyler için UAS modülünü 23 ng/μL'ye seyreltin. Bu 6178 bp fragmanı, pOT2 vektör tabanlı cDNA/ORF klonlarından UAS-cDNA/ORF plazmitlerinin inşası için bir UAS modülü görevi görür.

3. CRISPRmass ile UAS-cDNA/ORF plazmitlerinin büyük ölçekli inşası

NOT: CRISPRmass, E. coli dönüşümünden önce büyük ölçüde paralel iki aşamalı test tüpü reaksiyonları olarak standardize edilmiştir (Şekil 1).

  1. Test tüpü reaksiyonu adım 1
    1. cDNA/ORF plazmitlerinin özdeş vektör omurgalarını Cas9/sgRNA ile ayırın. 0,2 mL'lik tüpleri buz üzerinde alüminyum bir soğutma bloğuna yerleştirin ve tüpleri dikkatlice etiketleyin. Ana karışımı aşağıdaki gibi hazırlayın.
      1. Tek bir reaksiyon için 0.16 μL 1.22 μM S. pyogenes Cas9, 0.4 μL 20 ng/μL sgRNA, 0.24 μL 10x Cas9 tamponu, 1.2 μL DEPC ile arıtılmış su ekleyin. N reaksiyonları için (N+1) x 0.16 μL 1.22 μM S. pyogenes Cas9, (N+1) x 0.4 μL 20 ng/μL sgRNA, (N+1) x 0.24 μL 10x Cas9 tamponu, (N+1) x 1.2 μL DEPC ile arıtılmış su ekleyin.
    2. Girdap, iyice karıştırın ve döndürün. Her tüpe 2 μL ana karışım ekleyin. Her tüpe 0.4 μL 0.019 μM cDNA / ORF plazmidi ekleyin. Bölünme reaksiyonlarını 37 °C'de 1 saat inkübe edin.
      NOT: Her bir plazmidi DEPC ile muamele edilmiş su ile 0.019 μM'ye seyreltin. Bir plazmitin konsantrasyonu 0.019 μM'den düşükse, plazmit DNA'sını doğrudan bölünme reaksiyonuna ekleyin. RNaz içermeyen tüpler ve DEPC ile arıtılmış su kullanın. Bu adımların büyük ölçekte gerçekleştirilmesi birkaç saat sürecektir. Aksi belirtilmedikçe, reaktifleri ve reaksiyonları buz üzerinde tutun.
  2. Test tüpü reaksiyonu adım 2
    1. 2. adımdan vektöre özgü bir UAS modülünü, tek adımlı reaksiyon düzeneği ile Cas9 doğrusallaştırılmış cDNA/ORF plazmitlerine yerleştirin. Her numune için 1,4 μL'lik tek adımlı bir reaksiyon ayarlayın. 0.2 mL'lik tüpleri buz üzerinde alüminyum bir soğutma bloğuna yerleştirin ve tüpleri dikkatlice etiketleyin.
      1. Ana karışımı aşağıdaki gibi hazırlayın. Tek bir reaksiyon için, 0.07 μL 0.006 μM UAS modülü ve 0.7 μL tek adımlı reaksiyon düzeneği ana karışımı ekleyin. N reaksiyonlar için, (N + 1) x 0.07 μL 0.006 μM UAS modülü ve (N + 1) x 0.7 μL tek adımlı reaksiyon düzeneği ana karışımı ekleyin.
    2. Girdap, iyice karıştırın ve döndürün. Her tüpe 0.77 μL ana karışım ekleyin. Her tüpe 0.7 μL Cas9 ile doğrusallaştırılmış cDNA / ORF plazmidi ekleyin. Reaksiyonları 50 ° C'de 1 saat inkübe edin.
      NOT: Tek adımlı montaj reaksiyon ürünlerinin saflaştırılması gerekli değildir. Bu adımların büyük ölçekte gerçekleştirilmesi birkaç saat sürer. Aksi belirtilmedikçe, reaktifleri ve reaksiyonları buz üzerinde tutun.
  3. Tek adımlı montaj reaksiyon ürünlerini büyük ölçekte E. coli'ye dönüştürün.
    1. 10 μL'lik uçları 4 °C'de soğutun. 1,5 mL'lik tüpleri buz üzerinde alüminyum bir soğutma bloğunda prechill edin.
    2. Yetkili E. coli hücrelerini buz üzerinde 5 dakika boyunca çözdürün. Her önceden soğutulmuş 1.5 mL'lik tüpe 10 μL yetkin hücre ekleyin.
      NOT: En az 1 x 108 CFU/μg pUC19 DNA'sı dönüşüm verimliliğine sahip, ticari olarak temin edilebilen yetkin E. coli hücrelerini kullanın.
    3. 10 μL yetkin hücreye 1 μL tek adımlı montaj reaksiyon ürünü ekleyin, karıştırmak için hafifçe döndürün ve 30 dakika boyunca buz üzerine koyun.
    4. Tüpleri 42 ° C'lik bir su banyosunda 1 dakika inkübe edin ve ardından hemen 2 dakika buz üzerinde soğutun.
    5. Oda sıcaklığında her tüpe 100 μL SOC ortamı (önceden 37 °C'ye ısıtılmış) ekleyin ve çalkalanan bir inkübatörde (250 rpm) 37 °C'de 1 saat inkübe edin.
    6. UAS modülünün antibiyotik direnç genine karşılık gelen bir antibiyotik içeren LB plakalarını 37 °C'ye kadar ısıtın. Hücreleri plakalara yayın ve gece boyunca 37 °C'de inkübe edin.
      NOT: Bu adımların büyük ölçekte gerçekleştirilmesi birkaç saat sürer. Aksi belirtilmedikçe, reaktifleri ve reaksiyonları buz üzerinde tutun.
  4. CRISPRmass tarafından oluşturulan UAS-cDNA/ORF plazmitlerini doğrulayın
    1. Tek bir koloni seçin ve onu, UAS modülünün antibiyotik direnç genine karşılık gelen uygun antibiyotik seçimi ile desteklenmiş 4.5 mL LB sıvı ortama aşılayın. 250 rpm'de çalkalarken gece boyunca 37 °C'de inkübe edin.
    2. Bir plazmit mini hazırlama kiti kullanarak plazmit DNA'yı çıkarın. Aşağıdaki gibi 20 μL'lik bir kısıtlama sindirim reaksiyonu ayarlayın: 300-500 ng / μL plazmit, uygun kısıtlama enzimleri (enzimleri), kısıtlama sindirim tamponu ve ultra saf su. Reaksiyonları 37 °C'de 1 saat inkübe edin.
    3. DNA fragmanlarını %0.8 agaroz jel elektroforezi ile ayırın ve bir dijital görüntüleme sistemi ile analiz edin (Şekil 3).

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

CRISPRmass'ın en kritik adımları sgRNA'ların tasarımı ve sgRNA'ların değerlendirilmesidir. Cas9 için yüksek verimli sgRNA'ların seçimi, CRISPRmass'ın başarısının anahtarıdır. E. coli'nin tek aşamalı reaksiyon montaj ürünleri ile dönüşümünden sonra antibiyotik içeren LB plakalarının çoğunda çok az koloni gözlenirse veya hiç koloni gözlenmezse, agaroz jel elektroforezi ile plazmit sindirimini kontrol edin. Plazmitler iyi sindirilmezse, Cas9 aktivitesini, sgRNA bozunmasını ve plazmit kalitesini kontrol edin; plazmitler iyi sindirilirse, tek adımlı reaksiyon montaj reaktiflerini kontrol edin ve yetkin hücrelerin dönüşüm verimliliğinin en az 1 x 108 kfu/μg pUC19 DNA olduğundan emin olun. Dikkat çekici bir şekilde, bir alüminyum soğutma bloğu kullanmak, büyük ölçekli bakteri dönüşümünü kolaylaştırabilir.

CRISPRmass'ın sınırlamaları, cDNA'ları ve ORF'leri 5' veya 3' ucunda etiketleme olasılığını sınırlayan vektör omurga dizilerinin manipülasyonu ve dahil edilmesinden kaynaklanmaktadır.

Mevcut diğer tüm yöntemlerin 7,8 aksine, CRISPRmass vektör omurga dizilerinimanipüle eder ve birleştirir 9. Bu nedenle, UAS modülleri tasarlandıktan ve hazırlandıktan sonra, CRISPRmass, her bir plazmit için kişiselleştirilmiş bir tasarıma veya manipülasyona ihtiyaç duymaz, ancak bakteriyel transformasyondan önce büyük ölçüde paralel iki aşamalı test tüpü reaksiyonlarına ihtiyaç duyar, PCR'yi ve ilgili manipülasyonları ortadan kaldırır. Ayrıca, hem in vitro kopyalanmış sgRNA'ların hem de tek aşamalı reaksiyon montaj ürünlerinin sonraki deneyler için saflaştırılmasına gerek yoktur. Ağ Geçidi klonlama teknolojisi ile karşılaştırıldığında, CRISPRmass, cDNA'ları veya ORF'leri PCR amplifiye etmediğinden, özellikle uzun veya GC açısından zengin cDNA'lardan/ORF'lerden UAS-cDNA/ORF yapıları üretmek için daha uygundur9.

CRISPRmass, bir UAS-cDNA / ORF plazmit kütüphanesinin yüksek verimli inşası ve ayrıca çeşitli genom çapında plazmit kütüphanelerinin düzenlenmesi için kullanılabilir. CRISPRmass, cDNA'ların veya ORF'lerin 5' ucuna bitişik paylaşılan vektör dizilerine bir CMV promotörü yerleştirilerek bir ekspresyon plazmid kütüphanesinin inşasına uygulanabilir. CRISPRmass, fonksiyonel genomiğin gelişimini hızlandırmayı vaat ediyor.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (32071135 ve 31471010), Şanghay Pujiang Programı (14PJ1405900) ve Şanghay Doğa Bilimleri Vakfı (19ZR1446400) tarafından desteklenmiştir.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Alüminyum Soğutma BloğuAikbbioADMK-0296Bakteri dönüşümü gerçekleştirmek için
DEPC ile Arıtılmış SuInvitrogenAM9906
Jel Ekstraksiyon KitiOmegaD2500Agaroz jelden DNA'yı saflaştırmak için
Jel Görüntüleme SistemiTanon2500B
HiScribe T7 Hızlı Yüksek Verimli RNA Sentez KitiNEBE2050
NEBuilder HiFi DNA Montaj Ana KarışımıNEBE2621
Plazmid Mini KitOmegaD6943Bakteri hücrelerinden plazmit DNA'yı izole etmek için
Q5 Sıcak Başlangıç Yüksek Sadakatli 2x Master MixNEBM0494
S. pyogenes Cas9GenScriptZ03386
Çalkalama İnkübatörüShanghai Zhichu ZQLY-180V
T serisi Çok Bloklu Termal DöngüleyiciLongGeneT20PCR gerçekleştirmek için;
Trans10 Kimyasal Olarak Yetkin HücreTranGen BioTechCD101
Ultraviyole spektrofotometreShimadzuBioSpec-nanoDNA veya RNA konsantrasyonunu ölçmek için

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Adams, M. D., et al. The genome sequence of Drosophila melanogaster. Science. 287 (5461), 2185-2195 (2000).
  2. Rubin, G. M., et al. Comparative genomics of the eukaryotes. Science. 287 (5461), 2204-2215 (2000).
  3. Reiter, L. T., Potocki, L., Chien, S., Gribskov, M., Bier, E. A systematic analysis of human disease-associated gene sequences in Drosophila melanogaster. Genome Res. 11 (6), 1114-1125 (2001).
  4. Miklos, G. L., Rubin, G. M. The role of the genome project in determining gene function: insights from model organisms. Cell. 86 (4), 521-529 (1996).
  5. St Johnston, D. The art and design of genetic screens: Drosophila melanogaster. Nat Rev Genet. 3 (3), 176-188 (2002).
  6. Brand, A. H., Perrimon, N. Targeted gene expression as a means of altering cell fates and generating dominant phenotypes. Development. 118 (2), 401-415 (1993).
  7. Bischof, J., et al. A versatile platform for creating a comprehensive UAS-ORFeome library in Drosophila. Development. 140 (11), 2434-2442 (2013).
  8. Xu, R., et al. A large-scale functional approach to uncover human genes and pathways in Drosophila. Cell Res. 18 (11), 1114-1127 (2008).
  9. Wei, P., Xue, W., Zhao, Y., Ning, G., Wang, J. CRISPR-based modular assembly of a UAS-cDNA/ORF plasmid library for more than 5500 Drosophila genes conserved in humans. Genome Res. 30 (1), 95-106 (2020).
  10. Rubin, G. M., et al. A Drosophila complementary DNA resource. Science. 287 (5461), 2222-2224 (2000).
  11. Stapleton, M., et al. The Drosophila gene collection: identification of putative full-length cDNAs for 70% of D. melanogaster genes. Genome Res. 12 (8), 1294-1300 (2002).
  12. Yang, X., et al. A public genome-scale lentiviral expression library of human ORFs. Nat Meth. 8 (8), 659-661 (2011).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

CRISPR Modular AssemblyPlasmid Library ConstructionUAS cDNA ORF LibraryFunctional Genomics ScreeningCRISPR Cas9 EditingHigh Throughput CloningBacterial TransformationSingle Guide RNAGenome Wide LibraryGain Of Function Screening

Related Articles