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    《Cell》│EZ Trans細胞轉染試劑(IF:66.850)

    發布時間:2022-08-01      點擊次數:110

      2022年7月22日,上??萍即髮W生命學院池天課題組,在線發表學術論文“Large-Scale Multiplexed Mosaic CRISPR Perturbation in the Whole Organism"(最新影響因子:66.850)。

      生命學院池天課題組2016級博士劉波(已畢業)、2018級博士生荊征宇、2019級博士生張校銘、2014級博士陳玉鑫(已畢業)、2015級博士毛少帥(已畢業)為本文共同第一作者。

      池天教授為通訊作者。

      上??萍即髮W為第一完成單位。本工作得到孫建龍、林照博、黃行許實驗室的幫助。



    文章簡介

      本篇文章報道了一種嶄新的小鼠基因打靶技術iMAP(inducible Mosaic Animal for Perturbation),快速鑒定了90個基因在39種組織的基本功能,構建了世界首張小鼠“擾動圖譜"。

      早在2001年,國際人類基因組計劃就公布了人類基因組序列。但目前為止,約兩萬個哺乳動物蛋白編碼基因在500多種細胞中的功能仍鮮為人知。要解碼這些基因的細胞特異性功能,必須將其分別在各種細胞中敲除(擾動)再鑒定其細胞表型,即描繪“擾動圖譜"。但用傳統的基因打靶方法,無法快速有效地描繪擾動圖譜,成為功能基因組學領域久攻不下的瓶頸。池天課題組的成果為突破上述瓶頸、系統性解碼全部基因在各種細胞中的功能,邁出了關鍵一步。

      iMAP融合了Cre-loxP和CRISPR-Cas9技術,其核心組成部分是一個轉基因序列,它由U6啟動子和下游一串gRNA表達單位構成。轉基因通常只表達第?個sgRNA,而利用藥物(他莫昔芬)激活Cre,導致轉基因重組,可使其余的sgRNA也得以表達,但每個細胞只隨機表達其中?個。這些sgRNA可在Cas9的幫助下敲除相應的靶基因,從而將小鼠轉化為嵌合體。利用這種嵌合體,可同時鑒定多個基因分別在多種細胞里的功能,也可衍生出多種傳統的單基因敲除品系用于后續實驗。


    圖1. iMAP原理

      研究團隊首先構建了一個iMAP品系,它攜帶61個gRNA 表達單位,共靶向6個功能已知的標志基因。該品系證明了iMAP的魯棒性,包括展示轉基因起碼能穩定傳13代。隨后構建的iMAP品系攜帶100個gRNA表達單位,靶向90個功能不甚清晰的基因,以此構建了一個微型擾動圖譜,揭示了這90個基因分別在39個組織/細胞中對細胞存活、擴增、分化的影響。


    圖2. 微型擾動圖譜。展示100個sgRNA分別在39個組織/細胞類型中的豐度

      研究團隊還進一步通過簡單的配繁,從iMAP鼠衍生出多個傳統的單基因敲除品系,證明了iMAP 的另一重要用途。

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    ——以上圖片截自期刊
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