CRISPR活化剂:dCas9-VP64,SAM,SunTag,VPR,以及更多的比较!

由加布里埃尔·克劳斯

在发现CRISPR / CAS系统之前,跨多个基因座的基因激活是艰巨的过程。当使用锌指蛋白或故事蛋白质时,必须为每个基因重新设计蛋白质,使得广泛的基因活化似乎是不可能的。然而,CRISPR / CAS系统的开发大大提高了基因激活的简单性:而不是需要每个基因座的蛋白质工程,CRISPR / CAS系统仅需要改变可编程导向RNA。

基因活化dCas9,也被称为CRISPRa,最初发表在2013年(Bikard等人,2013Perez-Pinera et al., 2013)。在未来的几年随后,创新方法大大提高CRISPRa,扩大其实用性和普及研究(Tanenbaum等人。,2014年Konermann等人,2015年查韦斯等人,2015年)。

CRISPR激活概述,包括dCas9-VP64,协同激活介质,SunTag和VPR

最流行的CrispR激活方法

CRISPR激活使用dCas9,一种缺乏内切酶能力的CRISPR蛋白变体,结合基因不编辑基因组(Qi等,2013)。为了靶向特定序列,CRISPR / CAS系统依赖于与感兴趣顺序的引导RNA互补。结合后,Crispra Systems招募转录因子以增加基因表达。Crispra方法在其转录激活剂中变化:一些方法依赖于融合蛋白,而其他方法则在其他人自身重新设计CAS系统的组件。Suntag,Sam和VPR在初始DCAS9-VP64方法上所有显示出显着的改进,因此在寻找激活各种细胞系中的激活基因时,有多种选项可供选择。

dCas9-VP64

描述

CRISPR激活可通过与VP64,强大的转录激活域融合dCas9发生。通过dCas9的指导下,VP64募集转录机制的特定序列,导致靶基因调控。这可以引发或伸长期间使用以激活转录,这取决于序列靶向。

DCAS9-VP64绑定SGRNA。

表现

DCAS9-VP64激活通常被认为是“第一代”CRISPR激活器。虽然它需要一个相对简单的构建体,但它表现出适度的基因激活水平,其中一些基因经历了2倍的激活水平。虽然其他方法已经能够实现更高的激活,但DCAS9-VP64非常适合需要适度的基因激活的实验。

协同激活中保(SAM)

描述

SAM使用特别设计的sgRNAs增加转录。这是通过创建与适体,其结合改造以MS2蛋白一个dCas9 / VP64融合蛋白进行。这些MS2蛋白再招附加激活域(HS1和p65)。

SAM是使用gRNA与适体,其结合MS2一个dCas9-VP64融合。MS2新兵p65和HS1

表现

当靶向单一基因时,SAM一致地显示与其他CRISPR激活剂相比最高水平的基因活化,使其成为基因激活实验的流行方法。然而,在多重基因调节(一次激活多种基因)的情况下,SAM表现出与其他流行激活方法(VPR和SunTag)相当的激活水平(查韦斯等人,2016)。

Suntag.

描述

SunTag使用重复肽阵列与VP64的多个副本融合的重复肽阵列而不是使用每个DCAS9的单个VP64副本。通过在每个感兴趣的位置具有多个VP64的副本,这允许每种靶向基因募集更多的转录机制。

SunTag是一个与重复的VP64阵列融合的DCAS9。在此图像中是五个VP64 DomTains的数组。SGRNA也被描绘。

表现

SunTag执行比第一代的活化剂更好,同时显示出比SAM较低的活化水平。这种方法的一个缺点是它的结构:它依赖于抗体链,其是相对较大的,并且不整个细胞持续表达。

vpr.

描述

VPR融合三方的复杂与dCas9激活转录。此复合物由在其他CRISPR活化方法,以及两个其他有效的转录激活因子(p65和RTA)中使用的活化剂VP64的。这些转录激活因子协同工作,招募的转录因子。

DCAS9融合到VP64,融合到P65和RTA。SGRNA绑定DCAS9。

表现

通常,VPR被发现相比于SAM系统具有更高显著激活水平比初始dCas9-VP64活化剂,但较低的水平。它的激活水平类似SunTag的。该方法相对于其他显着CRISPR活化剂的一个优点是,它需要的融合蛋白,而不是依赖依赖gRNA设计(SAM)或肽设计(SunTag)的双组分系统。这简化其交付,使其成为CRISPR激活的共同选择。

CRISPR激活的新方法

虽然SAM,SunTag和VPR已成为CRISPR激活最常用的方法,研究在该地区继续发展。这些新方法还没有经过严格的对比其他CRISPR活化剂,但其最初的结果显示了基于CRISPR基因活化的承诺。

dCas9,CBP

在该方法中,dCas9融合于CBP,能够重排染色质结构的组蛋白乙酰转移域。这种方法已经示出更高的激活水平比SAM在遇到一些位点果蝇细胞系(Sajwan等人,2019)。

斯芬

SPH结合了SAM和SunTag激活因子的组件,将SunTag的表位标签与SAM中使用的P65-HSF激活域融为一体。已显示该方法激活基因2到3-比SAM、SunTag和VPR高(周等人。,2018)。

我们希望这可以帮助您选择了CRISPR激活为您的实验。祝你的实验!

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参考文献

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