$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Mevcut kaynaklardan genom çapında plazmit kütüphaneleri oluşturmak, biyolojik süreçleri incelemek için fonksiyonel genomik kullanmanın temeli ve ön koşuludur. Gateway, In-Fusion, Creator ve Univector klonlama sistemleri dahil olmak üzere mevcut yüksek verimli klonlama yöntemleri, hedef DNA fragmanlarının 1,2,3,4,5 PCR amplifikasyonunu gerektirir. Bu ön koşul, oligonükleotid primer tasarımı, jel saflaştırma ve sıralama yoluyla dizi doğrulaması dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere birden fazla standartlaştırılmış işlemi kapsayan parçaya özgü işleme iş akışlarını gerektirir. Sonuç olarak, genom çapında plazmit kütüphaneleri (örneğin, cDNA/ORF aşırı ekspresyon kütüphaneleri) oluşturmak, emek yoğun ve zaman alıcı hale geldi ve fonksiyonel genomiğin ilerlemesini engelledi.
Daha önce, belirli DNA parçalarını (örneğin, UAS modülü) aynı vektör omurgalarını paylaşan çoklu plazmitlere entegre etmek için tasarlanmış yüksek verimli bir klonlama yöntemi olan CRISPRmass'ı geliştirdik6. CRISPRmass kullanarak, bir Drosophila cDNA / ORF kütüphanesi olan Drosophila Genomics Resource center (DGRC) Altın Koleksiyonu6'dan 5.500'den fazla GAL4 / UAS tabanlı UAS-cDNA / ORF plazmidi oluşturduk. Bununla birlikte, CRISPRmass, DNA parçalarını vektörler arasında aktarma yeteneğinden yoksundur ve bu da yüksek verimli klonlamadaki uygulamasını kısıtlar.
Bu sınırlamaları ele almak için, birden fazla hedef DNA fragmanının donör plazmidleri7'den hedef vektörlere transferini kolaylaştıran yeni bir yüksek verimli yöntem olan CRISPR tabanlı mekik klonlamayı (CRISPRshuttle) geliştirdik. Bu işlem sadece iki ardışık test tüpü reaksiyonu gerektirir, böylece ayrık DNA hedeflerininparçaya özgü işlenmesi gereksinimini ortadan kaldırır 7.
CRISPRshuttle protokolü, iki ardışık test tüpü reaksiyonu içerir (Şekil 1). İlk olarak, donör plazmitlerinin paylaşılan vektör omurga dizileri, hedef DNA fragmanlarını serbest bırakmak için Cas9/sgRNA tarafından parçalanır. Bu parçalar daha sonra son plazmitleri oluşturmak için Gibson düzeneği aracılığıyla CRISPRshuttle uyumlu bir vektörün CRISPRshuttle kasetine aktarılır. Bir CRISPRshuttle kaseti, donör plazmitlerinden kaynaklanan DNA fragmanlarının 5' ve 3' uçlarını çevreleyen ~ 20-40 bp'lik bir vektör omurga dizisi ve bu yan diziler arasında yer alan bir veya iki benzersiz kısıtlama enzimi tanıma bölgesi içerir. CRISPRshuttle uyumlu bir vektör, bir hedef vektöre bir CRISPRshuttle kaseti yerleştirilerek oluşturulur ve daha sonra kaset içindeki kısıtlama bölgelerinin sindirilmesiyle doğrusallaştırılır. Hedef vektör, donör plazmitlerindekinden farklı bir antibiyotik direnç geni taşımalıdır; Aynıysa, direnç geni kullanımdan önce farklı bir gen ile değiştirilmelidir.
Burada, bir UAS-cDNA/ORF plazmit kütüphanesi oluşturmak için CRISPRshuttle kullanan ayrıntılı bir protokol sunuyoruz. Bu işlem, insan ORF'lerinin CCSB-Geniş Lentiviral Ekspresyon Kütüphanesinden Drosophila transgenez vektörü pBID-UASC 8,9'a aktarılmasını içerir. CRISPRshuttle, genom çapında plazmid kütüphanelerinin inşasını kolaylaştırır ve böylece fonksiyonel genomik çalışmaları kolaylaştırır.