基于 CRISPR/Cas9 基因编辑技术的文库筛选基因功能、转录调控的相关研究现已成当下热门,该方法具有高通量和高效率的特点,能为研究疾病机理和药物开发等提供前端理论依据,今天小海星就为大家介绍一下CRISPR/Cas9文库筛选流程和相关应用背景。
首先,让我们了解Crispr文库筛选的原理。CRISPR/Cas9基因编辑技术是由Cas9蛋白(一种核酸酶)和sgRNA(向导RNA )构成的RNA―蛋白复合体,可利用sgRNA 识别并结合特定DNA序列,引导Cas9蛋白在目的基因特定区域进行切割,由于细胞内的非同源性末端连接机制(nonhomologous end joining, NHEJ)和同源重组修复机制(homologous recombination, HDR)会对损伤断裂的DNA进行修复,导致基因部分序列的随机插入或缺失,影响下游的表达从而实现基因的定向编辑。
Crispr文库筛选的方法通常分为两个主要步骤:构建文库和筛选文库。首先,构建文库需要利用sgRNA设计软件如CRISPR-FOCUS、CHOPCHOP、CRISPR library designer(CLD)等批量设计sgRNA,再利用oligo芯片合成。sgRNA文库构建完成后还需进行sgRNA文库质粒的扩繁达到后续筛选实验所需使用量,当然文库质量的控制则需要高通量测序来获得,一旦sgRNA文库的覆盖度及均一性达标,那么接下来就可以进行筛选过程。
筛选文库的方法是将sgRNA文库进行慢病毒包装,随后转至宿主细胞以引入基因突变,然后在细胞培养过程中通过施加一些筛选条件,导致部分细胞死亡,最终通过高通量测序等方法获取存活细胞中保留的sgRNA信息从而确定对于基因,分析筛选条件与sgRNA影响的基因直接的关系,从而获得影响表型的候选基因。
利用CRISPR/Cas9文库筛选技术可以获得影响肿瘤发生发展的相关基因、非编码区对基因转录调控影响、以及助力肿瘤药物研发。此技术广泛应用于基因功能研究、疾病治疗和药物研发等领域。通过构建文库和筛选过程,科研人员可以发现具有特定目标序列的分子,并深入研究其功能和潜在应用。随着技术的不断发展,CRISPR/Cas9文库筛选将在生物科学研究和应用中发挥越来越重要的作用。