CRISPR基因編輯技術(shù)的基本原理和操作流程

CRISPR-Cas9技術(shù)

前沿
在現(xiàn)代生物科技領(lǐng)域，CRISPR-Cas9技術(shù)已經(jīng)成為最受歡迎的基因編輯工具之一。這種技術(shù)可以用來研究基因功能，疾病診斷和治療等方面。其中最常用的應(yīng)用就是構(gòu)建基因敲除細(xì)胞模型。

本文將介紹CRISPR技術(shù)的基本原理和操作流程，以幫助您更好地了解和使用這種重要的基因編輯工具。

一、CRISPR技術(shù)的基礎(chǔ)原理

CRISPR（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）技術(shù)最初是從大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)的一種天然的細(xì)菌防御系統(tǒng)，后來被發(fā)現(xiàn)可以被用于基因編輯。

CRISPR-Cas9技術(shù)基于一種叫做“RNA導(dǎo)向”的機(jī)制（guide RNA, gRNA），這種機(jī)制可以讓CRISPR-Cas9系統(tǒng)選擇性地識別和切割DNA中的特定序列。

這意味著我們可以使用CRISPR-Cas9來精確地編輯細(xì)胞中的基因序列，包括基因敲除、插入、替換等等。
 

二、操作流程

CRISPR-Cas9技術(shù)的操作流程分為四個(gè)主要步驟：設(shè)計(jì)gRNA、構(gòu)建質(zhì)粒、轉(zhuǎn)染細(xì)胞、鑒定細(xì)胞。

1.設(shè)計(jì)gRNA：gRNA是由CRISPR-Cas9系統(tǒng)識別并切割目標(biāo)DNA的關(guān)鍵部分。我們需要在目標(biāo)基因中選擇一個(gè)合適的靶點(diǎn)序列，設(shè)計(jì)gRNA來引導(dǎo)Cas9蛋白識別并切割該序列。

耐思開發(fā)的Quick-KO®基因敲除試劑盒根據(jù)已知的人和小鼠編碼基因，采用優(yōu)化的預(yù)設(shè)計(jì)方案，相較于傳統(tǒng)方案具有更高的敲除效率。
 

2.構(gòu)建質(zhì)粒：質(zhì)粒是攜帶CRISPR-Cas9系統(tǒng)和gRNA的載體。在構(gòu)建質(zhì)粒時(shí)，我們需要將Cas9基因和gRNA序列克隆到質(zhì)粒中，并確保它們可以在細(xì)胞中穩(wěn)定表達(dá)。

耐思Quick-KO®基因敲除試劑盒中的Cas9質(zhì)粒和gRNA質(zhì)粒分別攜帶Blasticidin和Puromycin/mCherry篩選標(biāo)記，方便用戶進(jìn)行陽性細(xì)胞富集。

3.轉(zhuǎn)染細(xì)胞：將質(zhì)粒轉(zhuǎn)染到目標(biāo)細(xì)胞中，讓它們表達(dá)CRISPR-Cas9系統(tǒng)并編輯目標(biāo)基因。轉(zhuǎn)染可以通過電穿孔或者化學(xué)轉(zhuǎn)染的方法進(jìn)行。

此外，針對轉(zhuǎn)染效率低的細(xì)胞，也可以選擇慢病毒款的耐思Quick-KO®基因敲除試劑盒。

4.鑒定細(xì)胞：最后一步是對成功轉(zhuǎn)染的細(xì)胞進(jìn)行篩選，通過PCR和測序的方法，篩選出具有目標(biāo)基因敲除的細(xì)胞。

三、目標(biāo)細(xì)胞類型

CRISPR技術(shù)可以用于多種細(xì)胞類型的編輯，包括哺乳動(dòng)物細(xì)胞、酵母菌、昆蟲細(xì)胞和植物細(xì)胞等。

其中，人類細(xì)胞是最常用的細(xì)胞模型之一，可以用于疾病模型的構(gòu)建、藥物篩選和基礎(chǔ)研究等方面。

耐思Quick-KO®基因敲除試劑盒主要針對人類細(xì)胞、小鼠細(xì)胞等哺乳動(dòng)物細(xì)胞開發(fā)。



對于不同的目標(biāo)細(xì)胞類型，我們需要根據(jù)細(xì)胞的特點(diǎn)和CRISPR技術(shù)的限制來選擇合適的CRISPR-Cas9系統(tǒng)和轉(zhuǎn)染方法。
 

基因敲除細(xì)胞模型的構(gòu)建對于基礎(chǔ)研究和藥物研發(fā)等領(lǐng)域具有重要的意義。

CRISPR技術(shù)的出現(xiàn)為基因編輯提供了一種高效、精準(zhǔn)和經(jīng)濟(jì)的方法。在使用CRISPR-Cas9技術(shù)進(jìn)行基因敲除時(shí)，我們需要選擇合適的gRNA和基因遞送方法，最終獲得目標(biāo)基因敲除的細(xì)胞模型。