答:(1)儘量選擇靶向所有轉錄本共用的外顯子區域設計sgRNA。因為真核生物的基因包含外顯子和內含子,利用這些內含子和外顯子,一個基因可以剪接出多個轉錄本,翻譯後得到多個蛋白。設計條件性敲除的時候,首先要搞清楚這個基因有幾個轉錄本,一般敲除所有轉錄本共用的外顯子。
(2)優先選擇在基因的第一或第二外顯子區域設計sgRNA,以提高基因敲除效率。
2. 有哪些sgRNA免費設計的網站或軟體可以使用?
答:
(1)https://crispr.cos.uni-heidelberg.de/
(2)http://chopchop.cbu.uib.no/
(3)http://crispor.tefor.net/
(4)www.rgenome.net/cas-designer/
(5)http://zifit.partners.org/ZiFiT/
(6)http://grna.ctegd.uga.edu
(7)http://www.e-crisp.org/E-CRISP/
3. 設計合成的sgRNA需要包含PAM序列嗎?
答:CRISPR序列是一個DNA序列(不包括PAM),在使用軟體設計CRISPR序列時,需要將目標DNA序列(包括假定的PAM序列)都輸入,如果沒有PAM,就不可能設計出CRISPR序列。
sgRNA是RNA形式的分子,sgRNA引導Cas9靶向識別CRISPR序列,其中的PAM位點作為CRISPR序列在基因組上的一個標記,對Cas9靶向識別目的序列至關重要,Cas9的兩個核酸內切酶結構域將PAM前的3-4核苷酸間的3'-5』磷酸二酯鍵切斷,對目的基因進行編輯。合成的sgRNA中不包括PAM序列。
4. 選擇sgRNA是按照軟體中評分由高到低考慮嗎?
答:有些設計網站的評分是依據研究論文,但在數據樣本量不是太大的情況下,並不能代表在真實細胞株中的sgRNA活性,所以效率評分僅能作為參考。選擇crispr時,不能在基因組中存在明顯的脫靶位置的序列。
原則上是優選那些脫靶機率低的sgRNA,判斷目標序列與候選脫靶序列的相似性,儘可能選那些候選脫靶序列具3個mismatch的,然後再參考評分由高到低進行選擇。
5. CRISPR序列是不是一定要加G、A或GG?
答:由於轉錄轉錄起始位點一邊是以嘌呤開始(主要是G,有時為A),所以CRISPR序列一般以G開頭。如果crispr(20nt)序列的前2 nt是GG,在以T7啟動子(前17 nt)為驅動的體外轉錄中,當然是最好。如果crispr(20 nt)不是以G開頭,可以加1-2個G,多了1-2G的sgRNA被證明不影響spCas9識別crispr序列的活性,但不能有效引導espCas9(保真版Cas9)識別crispr序列。
6. 在同一個基因上設計2個sgRNA,這兩個sgRNA距離多遠合適?
答:如果實驗目的是希望敲除這個基因,兩個sgRNA之間的距離越近越好,距離最長不要超過 200 bp。如果是希望在一個基因上製造出兩個Indel突變位點,則建議相距200 bp之外,越遠越好。
7. 如果做RT-PCR驗證,引物是不是需要特異性針對設計sgRNA對應的轉錄本?
答:是的,需要設計特異性引物將靶向突變位置的cDNA擴增出來。由於基因組上基因組序列的改變可能會影響原始mRNA的剪接,因此設計引物時,最好是在目標序列的前面和後面的外顯子上分別設計正反向引物。
8. 是通過測序結果比對sgRNA附近的位點是否出現突變,來判斷基因編輯結果嗎?
答:DNA雙鏈斷裂一般出現在PAM位點前的3-4 bp之間。非同源重組修復也發生在此位置的附近,當然也會有較大片段刪除的情況出現。