crispr起源(默克Sigma实验分享CRISPR小分子增强剂)
crispr起源(默克Sigma实验分享CRISPR小分子增强剂)
小分子增强CRISPR基因组编辑
随着CRISPR-Cas9系统成为越来越流行的基因组编辑工具,提高CRISPR介导的精准基因编辑效率的呼声不断高涨。大量研究发现了增强CRISPR/Cas-9介导的基因组编辑的整体效率和靶向精准的生物活性小分子。我们除了为全球研究界提供CRISPR工具之外,也提供许多这种小分子。更多内容到默克sigma试剂官网查看:www.sigmaaldrich.cn
CRISPR-Cas9系统是一种RNA引导的基因组编辑工具,为研究人员提供一种简单、容易和快速的方法修饰各种生物的基因组。使用这个系统,Cas9被引导到靶序列切割DNA形成DNA双链断裂(DSB)。细胞通过两种方法中的一种修复断裂,非同源末端连接(NHEJ)或同源重组修复(HDR)。细胞最常利用的是NHEJ,它在Cas9介导的基因组修饰中具有高效率。然而,NHEJ的精确度很差,经常导致插入或缺失(INDELS)而引发难以预测的后果。许多研究人员期望在可控条件下精准靶向修饰准确的DNA序列(包括SNP、基因敲入、条件性基因敲除等)。在这些情况下,来自提供的DNA模板的HDR是优选的修复机制;然而,细胞利用该途径的频率低于NHEJ。为了提高Cas9介导的基因编辑的效率,大量研究已经进行筛选调控NHEJ和HDR修复途径的小分子。
许多团队研究了CRISPR基因组编辑背景下的HDR调控,因而发现各种细胞类型中增强CRISPR介导的HDR效率的小分子。这些化合物是细胞类型特异性和上下文依赖(context dependent)的,各作者描述的活性程度不同。化合物RS-1(RAD51-stimulatory compound 1,RAD51蛋白激活剂)是已知的人同源重组(HR)蛋白RAD51的刺激剂,可特异刺激RAD51的DNA结合和重组活性。Song等人表明了RS-1可能通过刺激RAD51增强兔胚胎体外和体内Cas9介导的基因敲入效率。Pinder等表明RS-1处理也加强了人胚胎肾细胞HEK293A中Cas9激活的HDR。Pinder还研究了有效的β3-肾上腺素能受体局部激动剂L755507。虽然该团队的结果显示HEK293A细胞内只有少量HDR激活,但Yu等随后证明L755507加强了人iPS细胞(iPSCs)中CRISPR介导的HDR。促进HDR的另一种方法是抑制NHEJ。Srivastava等人报道了SCR7可作为NHEJ的抑制剂,Maruyama等表明它增强人和鼠培养细胞中HDR介导的CRISPR-Cas9基因组编辑。这些论文之后,发现最初发表的SCR7结构和CRISPR相关研究使用的实际结构之间有些不一致。真正产生增强效率的化合物是SCR7吡嗪,一种SCR7自发环化的产物。之后使用SCR7吡嗪的研究显示这种化合物对CRISPR-Cas9基因组编辑效率的影响是细胞类型特异性和上下文依赖的。下面详细了解这些及其他用于CRISPR编辑效率调控研究的小分子。