Nature:利用CRISPR-CAS9進行全基因組基因轉錄激活篩選

2020-11-28 生物谷

2015年2月1日訊 /生物谷BIOON/ --近日，來自美國的科學家在國際期刊Nature發表了他們的最新研究成果，他們利用結構導向的方法改造了CRISPR-CAS9複合物來系統性研究基因功能，並通過構建sgRNA文庫大規模篩選抵抗BRAF抑制劑的激活基因。該文章利用CRISPR-CAS9技術研究基因功能，對後基因組時代的基因功能研究具有推動作用。。

 

在已完成人類基因組測序的後基因組時代，人們需要能夠穩定並能廣泛幹擾基因表達的方法來進行基因功能探究，過去的研究中，關於系統性研究基因功能的方法主要集中在基因失活方面，比如幹擾RNA，RNA導向的CRISPR-CAS9等方法，但針對利用基因功能激活進行系統性基因功能研究的方法研究較少。

 

Silvana Konermann等人應用結構導向的方法對CRISPR-CAS9複合物進行工程改造，改造後的cas9複合物能夠在基因位點上有效調控基因的轉錄激活。研究人員應用這種工程改造的CRISPR-CAS9複合物探究sgRNA對基因的激活作用，發現應用這種複合物能夠同時激活十個基因，並能夠上調lincRNA的轉錄。為了進一步驗證這種方法的適用性，研究人員針對人類基因組參考序列構建了sgRNA文庫，進行抵抗BRAF抑制劑的激活基因的篩選，根據篩選結果，發現了一些之前已經證明對BRAF抑制劑具有抵抗作用的基因以及新的候選基因。

 

綜上所述，該文章利用工程改造的CRISPR-CAS9複合物進行激活基因的功能研究，並通過構建sgRNA文庫大規模篩選了抵抗BRAF抑制劑的激活基因。這一研究成果對後基因組時代大規模研究激活基因的功能具有重要意義。（生物谷Bioon.com）

 

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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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