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Nature:利用CRISPR-CAS9进行全基因组基因转录激活筛选

来源:生物谷 2015-02-01 13:17

                       
2015年2月1日讯 /生物谷BIOON/ --近日,来自美国的科学家在国际期刊Nature发表了他们的最新研究成果,他们利用结构导向的方法改造了CRISPR-CAS9复合物来系统性研究基因功能,并通过构建sgRNA文库大规模筛选抵抗BRAF抑制剂的激活基因。该文章利用CRISPR-CAS9技术研究基因功能,对后基因组时代的基因功能研究具有推动作用。。
 
在已完成人类基因组测序的后基因组时代,人们需要能够稳定并能广泛干扰基因表达的方法来进行基因功能探究,过去的研究中,关于系统性研究基因功能的方法主要集中在基因失活方面,比如干扰RNA,RNA导向的CRISPR-CAS9等方法,但针对利用基因功能激活进行系统性基因功能研究的方法研究较少。
 
Silvana Konermann等人应用结构导向的方法对CRISPR-CAS9复合物进行工程改造,改造后的cas9复合物能够在基因位点上有效调控基因的转录激活。研究人员应用这种工程改造的CRISPR-CAS9复合物探究sgRNA对基因的激活作用,发现应用这种复合物能够同时激活十个基因,并能够上调lincRNA的转录。为了进一步验证这种方法的适用性,研究人员针对人类基因组参考序列构建了sgRNA文库,进行抵抗BRAF抑制剂的激活基因的筛选,根据筛选结果,发现了一些之前已经证明对BRAF抑制剂具有抵抗作用的基因以及新的候选基因。
 
综上所述,该文章利用工程改造的CRISPR-CAS9复合物进行激活基因的功能研究,并通过构建sgRNA文库大规模筛选了抵抗BRAF抑制剂的激活基因。这一研究成果对后基因组时代大规模研究激活基因的功能具有重要意义。(生物谷Bioon.com)
 
本文系生物谷原创编译整理,欢迎转载!转载请注明来源并附原文链接。谢谢!
 
 
Genome-scale transcriptional activation by an engineered CRISPR-Cas9 complex
 
Silvana Konermann, Mark D. Brigham, Alexandro E. Trevino, Julia Joung, Omar O. Abudayyeh, Clea Barcena, Patrick D. Hsu, Naomi Habib, Jonathan S. Gootenberg, Hiroshi Nishimasu, Osamu Nureki & Feng Zhang
 
Systematic interrogation of gene function requires the ability to perturb gene expression in a robust and generalizable manner. Here we describe structure-guided engineering of a CRISPR-Cas9 complex to mediate efficient transcriptional activation at endogenous genomic loci. We used these engineered Cas9 activation complexes to investigate single-guide RNA (sgRNA) targeting rules for effective transcriptional activation, to demonstrate multiplexed activation of ten genes simultaneously, and to upregulate long intergenic non-coding RNA (lincRNA) transcripts. We also synthesized a library consisting of 70,290 guides targeting all human RefSeq coding isoforms to screen for genes that, upon activation, confer resistance to a BRAF inhibitor. The top hits included genes previously shown to be able to confer resistance, and novel candidates were validated using individual sgRNA and complementary DNA overexpression. A gene expression signature based on the top screening hits correlated with markers of BRAF inhibitor resistance in cell lines and patient-derived samples. These results collectively demonstrate the potential of Cas9-based activators as a powerful genetic perturbation technology.
 
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