Q1. CRISPR/Cas9 如何修饰真核基因组?
针对目标序列设计的gRNA与Cas9结合,并将Cas9引导到目标序列,目标序列的PAM 序列上游 3-4 个碱基处,Cas9切割产生双链断裂(DSB)。
两种方法可以修复双链断裂:1. 如果不提供修复模板或供体DNA,则会通过易出错的非同源末端连接 (NHEJ) 进行重新链接,产生插入缺失从而敲除蛋白质。2. 如果提供修复模板或供体DNA,则会通过同源重组(HDR)方式修复双链断裂,以准确敲入目标基因。
Q2. CRISPR实验如何选递送体系?
易转染的细胞系可以选择质粒,转染效率低的细胞系建议选择病毒,期望达到编辑效率更高、毒性更低的效果可以选择RNP(即sgRNA+Cas9蛋白)的递送系统。
Q3. 质粒递送体系中,all-in-one载体和双载体如何选择?
All-in-one载体系统有两个主要优点:
- 只需转染一次宿主细胞
- 以 1:1 的比例进行gRNA和Cas9的导入
双载体中,Cas9和gRNA 在不同的载体上独立表达。如果您计划表达多个gRNA以进行多重靶向,双载体会更合适。对于这些应用,Cas9应首先在细胞系中稳定表达,然后可以用不同的gRNA载体转染细胞以构建细胞库。
Q4. 什么时候需要慢病毒或腺相关病毒 (AAV) 载体?
CRISPR 基因编辑的载体选择应考虑应用和细胞类型。
- 在大多数易于转染的细胞系中,非病毒载体可以发挥很好的作用。
- 慢病毒转染可以用在瞬时转染效率低的细胞中,例如原代细胞培养物或难以转染的细胞系。
- AAV 载体具有低免疫原性,是体内基因传递的较佳选择。由于 AAV 载体的载量限制通常小于其他载体 (<5 kb),将SpCas9基因包装到这些载体中可能具有挑战性。金黄色葡萄球菌Cas9 (SaCas9) 比SpCas9小,是 AAV 载体的首选Cas9。
Q5. 直接导入Cas9蛋白效果比用质粒DNA编码Cas9蛋白更好吗?
直接使用Cas9蛋白或RNP的优势有:
- 提高编辑效率:RNP中Cas9蛋白与sgRNA复合物结合率更高、更稳定;
- 降低脱靶效应:质粒表达和消除可能受非预期因素干扰,而RNP中Cas9蛋白与sgRNA是非持续表达,结合后转导入宿主细胞,避免切割非靶序列;
- 无DNA干扰:质粒本质是DNA,DNA可能随机插入宿主DNA的断裂处;
- 无免疫原性:Cas9蛋白较之质粒,不易引起宿主细胞免疫反应,避免细胞因子等干扰;
- 简便快捷:RNP转导后即可进行基因编辑,1天后可检测到编辑效率,自动降解。