CRISPR-Cas9基因编辑1--背景介绍及gRNA设计(上)

简介和前期文章

我对之前的所有教程进行了再次详细的总结

前言:

每当我们接触新事物时,都忍不住问如下图所示之哲学三问(当然有时候问的是,这是什么?可以吃吗?怎么做?):


CRISPRCas91.png

由于我们是实验教程,因此便不再详细介绍CRISPR/Cas9的细节,在这里只做一个大概的介绍,主要材料为最近整理的思维导图。温馨提示:如果不需要了解背景知识,可直接跳到第4点,实验方案正文部分。

1. 是何物?

1.1 CRISPR
CRISPR是古细菌及细菌抵抗病毒的机制,当病毒攻击细菌时,细菌将该病毒的部分DNA整合到自身基因内组成CRISPR,当下次该病毒再次来袭之时,CRISPR转录的crRNA可通过碱基互补识别外源性DNA并激活Cas核酸内切酶的DNA切割活性,由此杀伤病毒。
1.2 CAS即为CRISPR相关的核酸内切酶,有多个亚型
1.3 CRISPR/Cas系统

image.png

### 2. 有何用
2.1 在细菌中主要抵抗外来病毒的侵袭,略
2.2 在实际应用中,设计特异性的CRISPR识别片段,可帮助靶向编辑基因,具体可见下图,详细机制可参考张峰组论文:[Genome engineering using the CRISPR-Cas9 system]
(https://www.nature.com/articles/nprot.2013.143)

image.png

3. 如何用

在这里我们使用CRISPR/Cas9直接敲除为例,介绍实验方案和过程,如想更详细了解,可查阅上文提到的张峰组论文:[Genome engineering using the CRISPR-Cas9 system]
(https://www.nature.com/articles/nprot.2013.143)

根据上文我们已知,CRISPR/Cas系统一共有CRISPR和Cas9两个部件组成,因此:


image.png

4. 实验方案正文

CRISPR/Cas9的实验方案有很多种,但最终目的都是一样的,即将靶向结合到目的基因的sgRNA及Cas9核酸内切酶导入到细胞中,达到基因编辑的效果

根据sgRNA及Cas9的产生、投递方式的不同,有诸多不同的实验方案。在这里我的方案是,将sgRNA插入到含有Cas9的质粒中,将质粒转入细胞,让细胞同时表达sgRNA及Cas9,达到基因编辑的效果

4.1 确定靶基因--因人而异

4.2 gRNA设计(特异性识别靶基因的序列)-- 0.5 h~半天

这里以非常常见的P53基因为例子,过一遍gRNA设计流程。

(1)NCBI网页下载P53基因序列

image.png

点击GenBank

image.png

下载序列

image.png
(2) 用SnapGene软件打开序列, 分析敲除位点。

敲除所有剪接体共有的外显子序列

image.png

鼠标悬停目标外显子,查看详细信息,得知第一个segment(片段)是从12417-12498,一共82 bp;在Sequence中查看,复制一整个segment的碱基序列

image.png

segment碱基序列atggccatctacaagcagtcacagcacatgacggaggttgtgaggcgctgcccccaccatgagcgctgctcagatagcgatg

(3)设计sgRNA

一般选择网页工具设计即可: https://zlab.bio/guide-design-resources (张峰实验室),打开网页,选择网页工具--博德研究所

image.png

粘贴序列,选择化脓性链球菌(NGG)即Cas9,人类基因组

image.png

查看结果

image.png

对结果进行判断,选择合适的序列:

image.png

![img]

小彩蛋

快捷方案:可以购买已经合成好的sgRNA+质粒(土豪请随意)

寻找现成的CRISPR/Cas9敲除细胞系,在信息介绍中找到公司使用的gRNA,例如:

image.png

以上我们完成了对CRISPR/Cas9的简单了解及gRNA的在线设计,由于篇幅较长,将在下一次补充gRNA设计之后的验证事项和质粒构建的方案,感谢关注,继续学习,拜拜~

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 195,783评论 5 462
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 82,360评论 2 373
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 142,942评论 0 325
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,507评论 1 267
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 61,324评论 5 358
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,299评论 1 273
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,685评论 3 386
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,358评论 0 254
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,652评论 1 293
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,704评论 2 312
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,465评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,318评论 3 313
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,711评论 3 299
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,991评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,265评论 1 251
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,661评论 2 342
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,864评论 2 335

推荐阅读更多精彩内容