细胞基因敲除效率低怎么办?
基因敲除:通过同源重组等方法,将细胞或生物体基因组中的目标基因进行删除或破坏,使该基因无法正常表达。
细胞基因敲除是一个漫长的实验过程,前期的sgRNA设计、载体构建、细胞培养、慢病毒包装、细胞转染/转导等多个流程,每个流程都会影响到敲除结果。
以下是几个在实验过程中总结出的实验室Q&A--
Q:sgRNA设计怎样避免脱靶?
A:首先靶位点尽量处于前1/3的编码区,其次CG含量为40%~60%,同时避免连续4个以上相同碱基,最后尽量选择特异性评分高的sgRNA。
脱靶效应:指 CRISPR 系统在非目标位点进行切割的现象,可能导致意外基因突变,是基因编辑的主要安全隐患。
Q:载体构建一般用什么载体?
A:一般选择慢病毒载体,配合两个表达病毒酶和病毒外壳的辅助载体,共转染到HEK293T细胞中,以此来产生完整的慢病毒。
载体构建:将目的基因或调控元件插入载体 DNA 的分子克隆过程,是基因编辑实验的关键前期准备。
Q:可以不使用慢病毒转导吗?
A:除了慢病毒转导以外,还有电转、化学转染,通过摸索电转条件或转染试剂比例,达到转染效果。
Q:有没有快速高效的转染方法?
A:质粒或者慢病毒转染/转导细胞,质粒进入细胞还需要一定的时间来表达Cas9蛋白,表达出的Cas9蛋白再对目的基因进行切割,可以一开始就将Cas9蛋白与sgRNA通过电转递送到细胞中,缩短切割时间。
Q:电转对细胞有一定的刺激,有没有其他方法递送sgRNA与Cas9蛋白?
A:CRISPR KO极速敲除试剂盒,里面包含sgRNA、Cas9蛋白和生物分子递送载体,不需要电转,直接加入细胞中孵育,6h后检测到目的基因切割,48h后完成基因敲除。
Q:Cas9蛋白与sgRNA转染进细胞,就一定能敲除基因吗?
A:Cas9蛋白与sgRNA转进细胞,也有脱靶的可能,可以添加多条sgRNA降低脱靶效率。
随着递送技术与 sgRNA 设计算法的持续优化,基因编辑正朝着更精准、更高效的方向发展。未来,这类极速敲除系统有望在基因治疗临床转化中发挥关键作用,为单基因遗传病等难治性疾病带来新的治疗希望。