
OptimizedforcloningtoxicorunstableDNA
StABIlizetoxicinsertsincommoncloningandexpressionvectors(pUCandpET-typevectors)
- Cloneandmaintainchallengingsequencesatreducedplasmidcopynumber,theninducetohighcopynumberforDNArecovery
- AvoidT1andT5phagecontaminationwithtonAmutation
- Choosechemicallycompetentcellsforgeneralcloningorelectrocompetentcellsfordemandingapplicationssuchaslibrarygeneration
Applications
- CloningofunstableDNAsequencesorthoseexpressingtoxicproteins.
CopyCutter™EPI400™E.coli*cellsweredevelopedtosignificantlylowerthecopynumberofawidevarietyofcommonvectorssothatyoucanmorereADIlycloneunstableDNAsequences.DNAthatisunstableathigh-copynumberoftencodesforaproteinthatinhibitscellgrowthorcontainsAT-andGC-richsequencesorsequenceswithstrongsecondarystructure(Fig.2).1
TheCopyCutterEPI400celllinewasderivedfromEpicentre'shigh-transformationefficiencyphageT1-resistantTransforMAX™EC100™-T1RE.colistrainbymanipulatingagenethatcontrolsthecopynumberofvectorscontainingColE1orpMB1originsofreplication(e.g.,pUC-andpET-typevectors).Thisconstitutivelyexpressedgene,pcnB(plasmidcopynumber),wasdeletedfromtheTransforMAXEC100strainandreplacedwithamodifiedpcnBgenethatislinkedtoaninducIBLepromoter,creatingtheCopyCutterEPI400strain.
ThecopynumberofColE1-typevectorsintheCopyCutterEPI400straincomparedtotheparentalTransforMAXEC100strainisapproximately4-to25-foldlower,dependingonthevector.Moreover,ashortincubationinthepresenceoftheCopyCutterInductionSolutioncanincreasethecopynumberofthevectortoimproveplasmidyields(Fig.3).
Figure1.Copy-numberofColE1-typeplasmidsisloweredupto25-foldinCopyCutter™EPI400™E.colicells.LanesC,TransforMax™EC100™cells;LanesUandI,uninducedorinducedCopyCutterEPI400cells.DNAextractsfromthesamenumberoflysedcells(basedonOD600)wereloadedperlane.
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Figure2.DNAinsertsencodingtoxicgeneproductsweresuccessfullyclonedintohigh-copy-numbervectorsusingCopyCutter™EPI400™E.colicells.Aftersequencing,thefull-lengthacpPclonesinTransforMAX™EC100™cellswerefoundtocontainmultiplepointmutations. | Figure3.UninducedCopyCutter™EPI400™E.colicellscontainingaregBclone(laneU)areinducedtohigher-copynumber(laneI)usingtheCopyCutterInductionSolution.CrudeextractsofplasmidDNAwerepreparedfromcellsgrowninselectivemediaandanalyzedbyagarosegelelectrophoresis.Approximatelythesamenumberoflysedcells(basedonA600)wereloadedperlane. |
Benefits
- Maintainclonesatlow-copynumber,theninducetohighercopynumberforimprovedplasmidyield.
- Hightransformationefficiencywithclonesofallsizes.
- tonAforresistancetobacteriophagesT1andT5.
- lacZΔM15forblue/whitescreeningofrecombinants.
- Restrictionminus[mcrA,Δ(mrr-hsdRMS-mcrBC)]genotypeenablesefficientcloningofmethylatedDNA.
- Endonucleaseminus(endA1)toensurehighyieldsofDNA.
- Recombinationminus(recA1)forgreaterstabilityoflargeclonedinserts.
Genotype
F-mcrAΔ(mrr-hsdRMS-mcrBC)Φ80dlacZΔM15ΔlacX74recA1endA1araD139Δ(ara,leu)7697galUgalKλ-rpsL(StrR)nupGtrfAtonApcnB4dhfr
CopyCutterEPI400ElectrocompetentE.coli
- Transformationefficiencyof>1x1010cfu/µgofpUC19.
CopyCutterEPI400ChemicallyCompetentE.coli
- Transformationefficiencyof>1x107cfu/µgofpUC19.
Reference
- Haskins,D.(2004)EpicentreForum11(5),6.
*Coveredbyissuedand/orpendingpatents.
ORDERINFORMATION
Tentubeseachcontaining50µLofcells(enoughcellsfor10transformations),CopyCutter™InductionSolutionandpUC19controlDNA.TheCopyCutter™InductionSolutionisprovidedata1,000Xconcentrationandisfiltersterilized.ebiomall.com






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尽量简洁
CRISPR derived RNA
就是用来抵御病毒侵袭/躲避哺乳动物免疫反应的基因系统衍生的RNA。
CRISPR----Clustered Regularly Interspaced
Short Palindromic Repeats
是在细菌和古细菌中广泛存在的成簇的、有规律的、间隔的短回文重复序列。07年,发现细菌可以用CRISPR系统抵抗噬菌体的入侵;08年,发现细菌的
CRISPR系统能够阻止外源质粒的转移。是细菌的一种获得性免疫系统。
Cas----CRISPR-associated
CRISPR/Cas9----CRIPSR-
Cas系统分为Type I、TypeII 、Type III三种类型。在TypeII
系统中包含一个标志性的Cas9蛋白(参与crRNA的成熟以及降解入侵的噬菌体DNA或外源质粒)。CRISPR/Cas系统和Cas9蛋白结合成复合
体,发挥识别和降解入侵的外源DNA功能。
2.CRISPR/Cas9的优缺点
优点:
构建方便简单快捷
高效的介导基因定点敲入和基因组的点突变
精确的切口酶活性提高了基因治疗的安全性
缺点:
严重的脱靶性
3.CRISPR/Cas9的用途
CRISPR/Cas9被改造成第三代人工核酸内切酶(前两代分别是ZFN和TALEN),用于复杂基因组的编辑,目前该技术应用于人类细胞、斑马鱼、小鼠及细菌的基因组精确修饰。
4.CRISPR/Cas9目前热点
CRISPR/Cas9有个极大的优势就是可以改造为切口酶,在DNA的特定位置制造单链切口,这样不会引起非同源末端连接,但是可以激活同源细胞的重组。
这套系统目前的主要用途是在以下几个方面:
基因定点InDel突变
基因定点敲入
两位点同时突变
小片段的缺失
编码基因和非编码基因(lncRNA、microRNA)的靶向基因敲除
一、CRISPR/Cas9系统的构成
CRISPR(clustered,regularly interspaced,short palindromic repeats)是一种来自细菌降解入侵的病毒DNA或其他外源DNA的免疫机制。在细菌及古细菌中,CRISPR系统共分成3类,其中Ⅰ类和Ⅲ类需要多种CRISPR相关蛋白(Cas蛋白)共同发挥作用,而Ⅱ类系统只需要一种Cas蛋白即可,这为其能够广泛应用提供了便利条件。目前,来自Streptococcus pyogenes的CRISPR/Cas9系统应用最为广泛。
Cas9蛋白(含有两个核酸酶结构域,可以分别切割DNA两条单链。Cas9首先与crRNA及tracrRNA结合成复合物,然后通过PAM序列结合并侵入DNA,形成RNA-DNA复合结构,进而对目的DNA双链进行切割,使DNA双链断裂。
研究人员为了将CRISPR/Cas9技术发展为高效的基因打靶工具,又进行了优化和改造。Cong, L.等人[1]在不影响系统效率的情况下,将crRNA和tracrRNA融合为一条RNA。通过这种简化,CRISPR/Cas9系统现仅包括两个元素:Cas9蛋白和sgRNA(single guide RNA)。因此现在人们将CRISPR/Cas9技术也称为Cas9/sgRNA技术。
二、CRISPR/Cas9技术的基因编辑机制
CRISPR/Cas9通过对预设的DNA位点进行切割,造成DNA双链断裂(DSB, double strand break)。这种DNA的损伤可以启动细胞内的修复机制,主要包括两种途径:
一是低保真性的非同源末端连接途径(NHEJ,Non-homologous end joining),此修复机制非常容易发生错误,导致修复后发生碱基的缺失或插入(Indel),从而造成移码突变,最终达到基因敲除的目的。NHEJ是细胞内主要的DNA断裂损伤修复机制。利用靶向核酸酶可以在受精卵水平高效的实现移码突变,从而制备基因敲除模式动物。CRISPR/Cas9技术的出现,使得无需再使用相应物种的ES细胞系就可以制备基因敲除模式生物,且已成功应用于小鼠[5]、大鼠[6]、猪[7]、灵长类[8]、果蝇[9]等等。
第二种DNA断裂修复途径为同源介导的修复(HR, homology-directedrepair),这种基于同源重组的修复机制保真性高,但是发生概率低。在提供外源修复模板的情况下,靶向核酸酶对DNA的切割可以将同源重组发生的概率提高约1000倍[10]。利用这种机制可以实现基因组的精确编辑,如:条件性基因敲除、基因敲进、基因替换、点突变等等。
CRISPR/Cas9技术以自己操作的便捷性,高效的基因编辑能力获得青睐,成为当下科研工作者的新宠儿。各大实验室纷纷加入开发CARISPR/Cas9技术的行列中,媒体也将之评为21世纪最有影响的十大技术之一。让我们跟随CRISPR/Cas9技术的脚步一起加强科研基础的建设,推动生物科研的进步!
详细信息你可以参考:http://www.bbctg.com.cn/show_2/1733.html
基因敲除指利用染色体间基因打靶的原理,通过将设计好的打靶载体导入细胞后,同源臂发生同源重组,从而在基因组的某个特定位点引入预定的突变,获得基因型发生了改变的动物。可以分为基因敲入和基因敲出:基因敲入即引入新的基因或突变;基因敲出即使某个特定的基因得到破坏,可以用于研究基因的功能。
科学家发现,细菌在遭遇噬菌体等病毒侵染之后,可以获得其部分DNA(脱氧核糖核酸)片段并整合进基因组形成记忆,当再次遭到入侵时,转录出相应的RNA(核糖核酸),利用其中的“定位信息”引导Cas蛋白复合物定位和切割、彻底地摧毁入侵病毒的DNA。CRISPR/Cas9技术就是利用这一原理,用一种定制的RNA引导Cas,对预设DNA位点进行切割,造成DNA断裂,启动细胞内基因组修复机制,实现基因敲除、特异突变的修复或引入和定点转基因等。
缺点:质粒仍然较大,转染难度相对较大。具有碱基识别偏好性,局限了基因编辑的运用范围,而且会导致不同基因位点编辑效率不同。筛选仍然需要较大工作量。
CRISPR 本身是一种防御系统,用以保护细菌和古细菌细胞不受病毒的侵害。在这些生物基因组中的 CRISPR 位点能表达与入侵病毒基因组序列相匹配的小分子 RNA。当微生物感染了这些病毒中的一种,CRISPR RNA 就能通过互补序列结合病毒基因组,并表达 CRISPR 相关酶,也就是 Cas,这些酶都是核酸酶,能切割病毒 DNA,阻止病毒完成其功能。
将 CRISPR/Cas 系统用于其它非细菌细胞需要满足两个条件:一个 Cas 酶,用于切断靶标 DNA,比如目的基因中的 DNA 片段,另外一个就是称为导向 RNA (gRNA)的 RNA 分子,这种分子能通过互补结合靶标。gRNA 也就是细菌细胞中 CRISPR RNA 的一个更短的版本,它能与 Cas 形成复合物,指导 Cas 到达正确的剪切位点。不过研究人员也可以通过结合其它元件,或者改变 Cas 活性,来调整这种工具在基因校正和基因调控方面的作用。
“目前,非传统基因编辑应用方面的生物学家利用一种新工具,分析细胞中,和整个生物机体中突变的作用”,来自加州大学伯克利分校的生物化学教授Jennifer Doudna 表示,她与她的同事解析了细菌细胞中 CRISPR 的作用机制。近期,Doudna 研究组利用这种工具,首次通过小鼠受精卵基因编辑构建了敲除小鼠。
不过 CRISPR 技术也存在一个主要的缺点,那就是缺乏特异性:一些 gRNA 分子结合的 DNA 只是部分与 gRN 互补。在这一方面,其它基因编辑方法,如锌指核酸酶(ZFN)和 TALENS 可能要比 Cas - gRNA 更为具有优势,因为这两者需要识别更长的靶标 DNA 序列。但是 ZFN 和 TALENS 方法在克隆和细胞表达方面要比 gRNA 难得多,而且研究人员通常还需要验证十几个不同的 TALENS,以及几十个不同的 ZFNs,来证明其中一个有效。
近期《科学家》(The Scientist)杂志汇总了基因编辑过程中 Cas 和 gRNA 的处理过程及解决方案,用于帮助新接触这一技术的研究人员熟悉这项热门技术。
如何 CRISPR 我的靶标?
由于 CRISPR 系统并不复杂,因此我们所要做的就是将带有质粒(能表达 Cas 和 gRNA)的细胞进行转染。研究人员可以采用一种 Cas 的变体,即 Cas9,这种酶来自于一种链球菌,由 RNA 进行指引,能无需其他蛋白的帮助而切割 DNA (Science, 337:816-21, 2012)。Cas9 既能切断与 gRNA 结合的 DNA 链,也能切断其互补链。目前可以从 Addgene 购买 Cas9 质粒(65 美元),将其直接转染入细胞。


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