发布时间:2015-12-25 16:59 原文链接: 快速便宜的CRISPR/Cas9突变体筛选方法

  新的基因组编辑工具——如ZFNs、TALENs以及最近的CRISPR/Cas9系统,已经大大提高了在不同动物模型中敲除基因的能力,包括斑马鱼。然而,对数量庞大的动物进行筛选,所需的时间和成本,仍然是一个瓶颈。

  最近,意大利多恩动物研究所(Stazione zoologica Anton Dohrn)的研究人员,提出了一种快速的、便宜的CRISPR/Cas9斑马鱼突变体筛选方法,有潜力应用于斑马鱼以及适合于基因组编辑的每种动物模型的高通量筛选。相关研究结果发表在12月16日的《Molecular Biotechnology》。

  在各个研究领域中,基因组操纵越来越正成为反向遗传学研究的一种常见方法。特别是,随着新编辑工具(如ZENs、TALENs以及最近的CRISPR/Cas9系统)的引入,已经彻底改变了基因组工程研究。

  然而,随着产生变异动物的能力增加,突变体的筛选成为了一个瓶颈。到目前为止,许多不同的技术,如直接测序、荧光定量PCR、T7核酸内切酶I测定、PAGE和HRM,已被描述为检测目标位点中InDel的有效方法,但同时并不是每个人都能使用它们。

  当然,最翔实的方法是通过Sanger色谱分析法进行直接测序;然而,这种方法意味着几个步骤,例如样品剪碎、基因组DNA提取、靶区域的PCR扩增、克隆和质粒纯化,这对于大规模筛选来说成本太高了。

  出于这个原因,PAGW和T7核酸内切酶I分析,由于成本合适,正在成为最常用的方法,但是它们存在一定的局限性,例如耗时的步骤和假阳性。在可靠性和运行时间方面,一种有效的替代方法,以当前用于大规模InDels检测的、最有效的HRM技术为代表。事实上,一旦实验室有适当的设备,HRM程序是很简单和快速的;然而,并不是所有的实验室都配备有如此昂贵的设备。因此,目前迫切需要开发一种廉价而有效的策略,可以让每个人都能用于高通量的突变体筛选。

  在这项研究中,研究人员提出了一种新的分型方法,具有类似于HRM技术的有效率,但是成本更低,这种方法对用于qPCR的一种常见ViiATM 7 Real-Time PCR系统的一些参数进行了修改。经过几次试验,研究人员优化了反应条件,重点是熔炼分析步骤。研究人员对熔炼分析参数进行了优化,以获得较高可能的检测分辨率和重复性。

  缓变率的增加,可使来自分析样品类型的解离分析结果更加准确,因为分子的解离动力学更快。此外,研究人员优化了工作流程,减少了反应体积(总体积10 ll)。这意味着,每个样本只用5 ll的Fast SYBR Green Master混合液,从而大大降低了成本。

  总而言之,这种方法提供了一种简单、快捷和低成本的InDels检测程序,可以用于任何研究实验室。这种方法可以应用于常规qPCR的ViiATM7 Real-Time PCR系统,这样就避开了昂贵实验室设备的必要性。与其他筛选方法相比,这种方法表现出更好的优势和劣势比,可以被有利地用于常规筛查程序。此外,这种方法有潜力应用于斑马鱼以及适合于基因组编辑的每种动物模型的高通量筛选。

相关文章

科学家强调:基因组编辑技术不能安全用于人类

 科技日报讯(记者刘霞)据美国《科学》杂志网站日前报道,一个由多国科研机构组成的国际委员会3日发表报告称,可遗传人类基因组编辑(HHGE)当前还达不到安全、有效地应用于人类的相关标准,各国在......

PCR检测遇到外源片段序列未知怎么办?新方法来了!

基因组编辑技术为动植物遗传改良提供了革命性的遗传操作工具。但在基因组编辑过程中,通常需要将外源载体导入生物体细胞内,在基因组编辑完成后,再筛选出不含外源成分的个体。目前,美国、日本、加拿大、澳大利亚、......

遗传发育所等联合研究建立植物基因组引导编辑技术体系

基因组编辑技术可以定向修饰植物基因组,从而大大加速植物育种的进程,是实现作物精准育种的重要技术突破。然而,作物的许多重要农艺性状是由基因组中的单个或少数核苷酸的改变或突变造成的。基于CRISPR/Ca......

先进科学:基因编辑如何摆脱“脱靶”困扰

基因组编辑技术是当前生命科学研究的前沿领域。在多种不同的基因组编辑方法,以CRISPR/Cas9系统最为便捷、高效,应用也最广泛。但CRISPR技术存在的脱靶效应依旧是影响其能否广泛应用的主要限制因素......

基因组编辑调控植物内源基因翻译效率的实验流程

上游开放阅读框uORF广泛存在于动植物基因的5’非翻译区,通常能够抑制下游主开放阅读框pORF的翻译。中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究组率先利用CRISPR/Cas9技术对uORF进行编辑,......

基因组编辑调控植物内源基因翻译效率的实验流程公布

上游开放阅读框uORF广泛存在于动植物基因的5’非翻译区,通常能够抑制下游主开放阅读框pORF的翻译。中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究组率先利用CRISPR/Cas9技术对uORF进行编辑,......

STEME技术体系助力作物基因组编辑育种技术方法研究

遗传与变异是物种进化的基础。通过物理、化学方法(如辐射诱变、EMS诱变)产生全基因组的随机突变已经成为农作物育种的常规手段,但其中具有新型农艺性状突变体的筛选较为费时、费力。定向进化(Directed......

临床多重耐药菌基因组编辑研究取得进展

直接在临床分离的多重耐药菌中进行功能基因组学研究是解析耐药机制以及开发抗耐药策略最直接有效的方法。然而,由于缺乏能在临床耐药菌中直接进行高效基因编辑的工具,目前耐药机制仍主要是采用组学分析加在模式菌中......

中国成为基因组编辑领域的世界领导者了么?

对很多人来说,CRISPR+中国等同于生物物理学家贺建奎(HeJiankui)。贺建奎去年臭名昭着地利用基因组编辑改变了将成为双胞胎女孩的两个人类胚胎的DNA。在他宣布这一消息之前,他在中国的CRIS......

NatureBiotechnology小小改动,让CRISPR的精确度提高50倍!

杜克大学生物医学工程科学家研发出一种新方法,可以将CRISPR基因组编辑技术的准确性平均提高50倍,他们相信这种技术将能很快应用到多种编辑技术上。具体来说,这种方法就是在导向RNA上添加一段短“尾巴”......