利用 CRISPR/Cas9 构建基因敲除单克隆细胞株,看似是一个标准化流程:gRNA 设计、载体构建、转染、筛选鉴定。但:

当初 gRNA 特异性评分几乎满分,满怀期待构质粒做转染,WB 验证全军覆没。

换脱靶评分低一点的 gRNA 序列做构建,细胞状态异常,功能数据对不上。

作为基因编辑「明星工具」,CRISPR/Cas9 系统具有高效、精准、操作简便等优势,但科研人在实操中往往深陷在gRNA 设计难、脱靶、载体/递送系统适配性等多重困局中。如何设计高效特异且脱靶率低的 gRNA?如何根据实验需求选择合适的递送系统?如何准确排除假阳性和假阴性,确保编辑效率?从体外到体内,如何利用基因编辑技术进行疾病建模和在体治疗

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gRNA 的设计要点

1. 核心步骤是确定靶向目标基因的 20 nt 向导序列(位于 PAM 序列上游)。对于最常用的 spCas9 蛋白,其识别的 PAM 序列特征为 NGG(N 代表任意碱基)。

2. 高效 gRNA 设计需遵循核心原则:靶向基因所有主要转录本共有的保守外显子序列;优选位于编码区上游(5'端)的外显子以诱导无义/移码突变;避开 GC 富集区减少干扰;确保以 G 碱基开头利于 U6 启动子高效转录;并利用专业工具评估、优先选择脱靶风险最低的序列。

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单克隆细胞株的鉴定

1. 待单克隆细胞扩增后,可提取其基因组 DNA 或总蛋白进行鉴定。常用方法包括 PCR 测序和 Western Blot(WB)鉴定。

2. WB 鉴定注意事项:移码突变可能残留 N 端肽段导致提前终止,但若产生的截短蛋白(N 端部分肽段) 仍包含抗体识别表位,则可能被检测到,造成假阳性。

内容策划:王丹琦

内容审核:朱晓芳

题图来源:图虫创意