CRISPR-Cas9 的 gRNA怎么设计?实验怎么做?

1. 细菌 Cas9 的原理

(1) 原始状态

cas9_3.png

(2) 改造后的状态

cas9_4.png

(3) 如何编辑 genomic DNA

cas9_5.png

其中 依赖DNA Binding Proteins 的技术有:


DNA_BP.png

蛋白特异性结合DNA后,

(4) 基因操作技术

  • DNA 测序
  • 限制性内切酶
  • PCR
  • Genome editing

(5) CRISPR-Cas9 技术

cas9_6.png

(6) Genome editing using CRISPR-Cas9

genome_editing.png

蓝色是自己设计的20bp的gRNA序列;
而切割位点在NGG的上游某个位置,_-20bp之间。

  • 细菌中,Cas9蛋白精确的平端切割位点位于PAM上游3个核苷酸位置,形成平末端产物。

有两种修复切口的方法:

  • 自然修复
  • 提供一个外源 template DNA序列,两端和切口配对,中间靠DNA修复机制。


    insertion.png

切口位置:

cut_site.png

(7) CRISPR-Cas as a genome editing toolbox

toolbox.png

主要有2个使用方法:

  • 基因编辑
  • DNA结合蛋白,用于操纵基因组:把切割domain替换为其他分子,
    • 比如启动子来做过表达,
    • GFP来定位基因组三维结构。

2. 一个植物敲除的例子

一个载体上2个gRNA的例子。


cas9_1.png
cas9_2.png

3. 更多研究

(1) Testing in vivo editing using SaCas9

几乎每种微生物都有自己的Cas9版本,大小和序列都不一样。
切割效率也不一样。体内测试切割效率。


SaCas9.png

(2) CRISPR 系统的分类

Cas9_classes.png

(3) 如果编辑RNA呢?

edit_RNA.png

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