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SgRNA Expression of CRIPSR-Cas9 System Based on MiRNA Polycistrons as a Versatile Tool to Manipulate Multiple and Tissue-Specific Genome Editing.
Scientific Reports ( IF 3.8 ) Pub Date : 2017-07-19 , DOI: 10.1038/s41598-017-06216-w Chen Xie 1, 2 , Yan-Lian Chen 3 , Dong-Fang Wang 4 , Yi-Lin Wang 5 , Tian-Peng Zhang 3 , Hui Li 2 , Fu Liang 2 , Yong Zhao 3 , Guang-Ya Zhang 1
Scientific Reports ( IF 3.8 ) Pub Date : 2017-07-19 , DOI: 10.1038/s41598-017-06216-w Chen Xie 1, 2 , Yan-Lian Chen 3 , Dong-Fang Wang 4 , Yi-Lin Wang 5 , Tian-Peng Zhang 3 , Hui Li 2 , Fu Liang 2 , Yong Zhao 3 , Guang-Ya Zhang 1
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CRISPR/Cas9-mediated genome editing is a next-generation strategy for genetic modifications. Typically, sgRNA is constitutively expressed relying on RNA polymerase III promoters. Polymerase II promoters initiate transcription in a flexible manner, but sgRNAs generated by RNA polymerase II promoter lost their nuclease activity. To express sgRNAs in a tissue-specific fashion and endow CRISPR with more versatile function, a novel system was established in a polycistron, where miRNAs (or shRNAs) and sgRNAs alternately emerged and co-expressed under the control of a single polymerase II promoter. Effective expression and further processing of functional miRNAs and sgRNAs were achieved. The redundant nucleotides adjacent to sgRNA were degraded, and 5'- cap structure was responsible for the compromised nuclease capacity of sgRNA: Cas9 complex. Furthermore, this strategy fulfilled conducting multiplex genome editing, as well as executing neural- specific genome editing and enhancing the proportion of homologous recombination via inhibiting NHEJ pathway by shRNA. In summary, we designed a new construction for efficient expression of sgRNAs with miRNAs (shRNAs) by virtue of RNA polymerase II promoters, which will spur the development of safer, more controllable/regulable and powerful CRISPR/Cas9 system-mediated genome editing in a wide variety of further biomedical applications.
中文翻译：
基于 miRNA 多顺反子的 CRIPSR-Cas9 系统的 SgRNA 表达作为操纵多重和组织特异性基因组编辑的多功能工具。
CRISPR/Cas9 介导的基因组编辑是下一代基因修饰策略。通常，sgRNA 的组成型表达依赖于 RNA 聚合酶 III 启动子。聚合酶II启动子以灵活的方式启动转录，但RNA聚合酶II启动子产生的sgRNA失去了核酸酶活性。为了以组织特异性方式表达 sgRNA 并赋予 CRISPR 更通用的功能，在多顺反子中建立了一个新的系统，其中 miRNA（或 shRNA）和 sgRNA 在单个聚合酶 II 启动子的控制下交替出现和共表达。实现了功能性miRNA和sgRNA的有效表达和进一步加工。与 sgRNA 相邻的冗余核苷酸被降解，5'-帽结构导致 sgRNA:Cas9 复合物的核酸酶能力受损。此外，该策略实现了多重基因组编辑，以及执行神经特异性基因组编辑，并通过shRNA抑制NHEJ通路来提高同源重组的比例。总之，我们设计了一种利用RNA聚合酶II启动子高效表达sgRNA与miRNA（shRNA）的新结构，这将促进更安全、更可控/可调节和更强大的CRISPR/Cas9系统介导的基因组编辑的发展。广泛的进一步生物医学应用。
更新日期：2017-07-20
中文翻译：
基于 miRNA 多顺反子的 CRIPSR-Cas9 系统的 SgRNA 表达作为操纵多重和组织特异性基因组编辑的多功能工具。
CRISPR/Cas9 介导的基因组编辑是下一代基因修饰策略。通常，sgRNA 的组成型表达依赖于 RNA 聚合酶 III 启动子。聚合酶II启动子以灵活的方式启动转录，但RNA聚合酶II启动子产生的sgRNA失去了核酸酶活性。为了以组织特异性方式表达 sgRNA 并赋予 CRISPR 更通用的功能，在多顺反子中建立了一个新的系统，其中 miRNA（或 shRNA）和 sgRNA 在单个聚合酶 II 启动子的控制下交替出现和共表达。实现了功能性miRNA和sgRNA的有效表达和进一步加工。与 sgRNA 相邻的冗余核苷酸被降解，5'-帽结构导致 sgRNA:Cas9 复合物的核酸酶能力受损。此外，该策略实现了多重基因组编辑，以及执行神经特异性基因组编辑，并通过shRNA抑制NHEJ通路来提高同源重组的比例。总之，我们设计了一种利用RNA聚合酶II启动子高效表达sgRNA与miRNA（shRNA）的新结构，这将促进更安全、更可控/可调节和更强大的CRISPR/Cas9系统介导的基因组编辑的发展。广泛的进一步生物医学应用。
京公网安备 11010802027423号