人iPS细胞基因编辑解决方案,Disease model in a dish | ||||||||||
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■ 关键操作之基因编辑人iPS细胞 | ||||||||||
CRISPR/Cas9基因编辑技术的两个组件(Cas9核酸酶和sgRNA)可以通过多种方法导入至靶细胞,如载体表达系统,RNA转染系统,或直接导入Cas9/sgRNA核糖核蛋白(RNP)复合物(Sander and Joung 2014)。与载体表达系统相比,直接导入Cas9/sgRNA RNPs更加快速,同时脱靶效应的可能性更小 (Kim et al. 2014)。 |
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对于难转染的人iPS细胞,Takara提供两种Cas9/sgRNA RNPs导入方法,电穿孔Electroporation法或纳米囊泡Gesicle法,实现高效的、低脱靶效应的基因编辑。 | ||||||||||
一、电穿孔法基因编辑 · Guide-it™ sgRNA In Vitro Transcription Kit (Code No. 632635; 1 kit) · Guide-it™ Recombinant Cas9 (Electroporation-Ready) (Code No. 632641; 100 μg) 二、Gesicle法基因编辑 · Guide-it™ CRISPR/Cas9 Gesicle Production System (Code No. 632613;1 kit) |
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■ 关键操作之获得所需突变的单细胞克隆 | ||||||||||
一旦Cas9/sgRNA RNP复合物被导入, 为了分离和筛选感兴趣的基因型,需要进一步分离成单细胞并扩增为单克隆。传统的人iPS 细胞以集落状生长和传代,不利于进行单细胞分离和单细胞培养,为基因编辑后建立单克隆增加了难度。 |
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Takara旗下的DEF-CS™ 培养系统(Asplund et al. 2016),支持人多能干细胞无血清,无饲养层,单层均匀、非集落状生长,规避了集落状生长带来的挑战,允许单细胞传代和促进接种后的单细胞存活和扩增,更利于获得基因编辑后感兴趣突变的单克隆。建议使用Y30010进行人iPS细胞常规培养,使用Y30021进行人iPS细胞单克隆培养。 |
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参考文献: | ||||||||||
· Asplund, A. et al. One Standardized Differentiation Procedure Robustly Generates Homogenous Hepatocyte Cultures Displaying Metabolic Diversity from a Large Panel of Human Pluripotent Stem Cells. Stem Cell Rev. Reports 12, 90–104 (2016). · Kim, S., Kim, D., Cho, S. W., Kim, J. & Kim, J.-S. Highly efficient RNA-guided genome editing in human cells via delivery of purified Cas9 ribonucleoproteins. Genome Res. 24, 1012–9 (2014). · Sander, J.-D. & Joung, J.-K. CRISPR-Cas9 systems for genomic editing, regulation and targeting. Nat. Biotechnol. 32, 347–55 (2014). |
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实验案例: | ||||||||||
1. 在人iPS细胞的内源性基因插入AcGFP1标签 Tagging an endogenous gene with AcGFP1 in hiPS cells |
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2. 在人iPS细胞内源性基因插入myc标签 Tagging an endogenous gene with a myc tag in hiPS cells |
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3. 人iPS细胞敲除内源性基因CD81 Knocking out an endogenous gene (CD81) in hiPS cells |
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4. 在人iPS细胞内引入酪氨酸血症相关SNP Introducing a tyrosinemia-related SNP in hiPS cells |
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5. 在人iPS细胞的AAVS1位点插入表达框 Inserting an expression cassette into the AAVS1 locus in hiPS cells |
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6. 使用电穿孔法编辑人iPS细胞 Editing hiPS cells using electroporation |
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7. 建立人iPS细胞的单细胞克隆 Single-cell cloning of hiPS cells |
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