手把手教学|CRISPR-Cas9系统:慢病毒转染

文摘   科学   2025-01-05 07:05   广东  

CRISPR慢病毒转染法是一种高效引入CRISPR基因编辑系统到目标细胞中的技术,旨在实现对基因的有针对性编辑或调控。


实验步骤:

1、质粒构建:构建好含有CRISPR-Cas9系统的质粒,其中包括lentiCRISPR-sgRNA。该质粒携带sgRNA序列,可指导Cas9蛋白准确识别并切割目标基因(之前已详细描述过)。

2、慢病毒包装质粒:准备慢病毒包装质粒,其中包括pCMV-VSV-G(携带包膜蛋白)和pCMV-dR8.2 dvpr(携带包装蛋白)。这两者协同作用,使得慢病毒能够高效地传递CRISPR-Cas9系统到目标细胞内。

3、细胞培养:使用适宜的培养基培养目标细胞,通常选择293T细胞,以确保细胞处于最佳的生长状态。

4、转染试剂准备:在进行转染前,将培养基更换为适用于阳离子脂质体转染的Opti-MEM减血清培养基。同时,准备转染试剂,包括Lipofectamine 3000、助转剂P3000以及含有CRISPR-Cas9系统的质粒。

5、转染操作:将质粒混合物与转染试剂按照试剂盒的推荐比例进行混合,随后滴加到目标细胞上。此过程中,确保混合物与细胞充分接触,有利于转染效率的提高。

6、培养条件:将细胞置于37 ℃、5% CO2的培养箱中,培养一定的时间,通常在48小时内。

7、收获:收集细胞上清液,通过离心去除细胞残渣。

8、滤膜过滤:使用0.22 μm孔径的聚醚砜滤膜过滤细胞上清液,以去除残留的细胞碎片和其他杂质。

9、慢病毒收获:得到的慢病毒上清液即为经过纯化和感染活性验证的慢病毒,可用于后续实验中对目标细胞进行感染(若病毒感染效率低,可使用试剂盒进行浓缩病毒)。

10、慢病毒感染:将目的细胞接种于 6孔板中,待细胞贴壁后进行慢病毒感染,感染后48H,加入适量浓度的筛选药物puromycin(具体浓度通过药物筛选实验获得),24h后换液去除死细胞,继续传代维持培养。


11、单克隆筛选:

①流式细胞术筛选:此法存在一些不足之处,其中包括重悬细胞后进行流式筛选的过程。因为这种操作可能导致细胞经历多次振荡,增加了细胞的脆弱性,细胞的生存状况可能会受到不良影响,所以不太建议采用这种方式。

②无限稀释法,将96个细胞稀释至10ml培养基中,然后将其种植到96孔板中,确保每个孔内只有一个细胞。完成种植后,建议在观察过程中每次仅观察十个孔,因为长时间的外部观察可能导致细胞受到应激损伤,影响后续的细胞培养,甚至会导致部分细胞死亡

进行单克隆细胞培养时,首先将细胞铺在96孔板中,培养至细胞长至80%的融合后进行消化。随后,将细胞传到48孔板、24孔板、12孔板、6孔板、6cm皿中,以确保单克隆的纯化。并非所有细胞都能成功生长,因此在考虑实际情况时,一般需要大约一两个月的时间才能获得理想的实验结果。


12、验证敲除效果:

①蛋白水平验证:在细胞达到一定数量后,铺板提蛋白。使用未进行基因敲除的细胞作为对照组,进行Western blot分析。观察目标蛋白的条带是否出现消失现象,以确定敲除效果。

②DNA水平验证:依据设计的sgRNA序列,定位到该序列在基因组中的具体位置。选择该位置上下游约300bp范围,设计PCR引物。通过用枪头挑选细胞,进行PCR扩增,然后进行琼脂糖凝胶电泳,切取目标条带后进行回收。接着,进行TA克隆,并将克隆产物送至测序公司进行测序。通过序列比对,可以确认基因是否成功被敲除。




注意事项:

1、病毒液应减少冻融次数,每一次冻融滴度会下降2-4,因此收毒时可进行分装以便后续使用。

2、转染时可加polybrene (可提高病毒转染效,需优化最佳浓度(2–12 μg/ml))。

3、转染前先调整好细胞状态,收毒不宜太早,应在转染后48h之后收毒。

4、在进行实验时,可将培养皿中的细胞密度设置为4–5 x 10^6 cells/10 cm,若细胞分裂速率过快,可酌情减少铺板细胞数量,建议在细胞的汇合度达到50–80%时开始进行实验。






本文作者是"小米"同学,在获得授权后,实验老司机将本文发表于公众号。

本文由作者根据自身经验总结而成,内容仅供参考。

文稿:小米 

校对:煲仔饭

素材:Canva

参考资料:

  • https://images.app.goo.gl/hCUKfpGGRpTLp3xP8

  • https://images.app.goo.gl/jLUhsffTeZRi4tWz7

  • https://images.app.goo.gl/7FNjNS9fA32iRGzu6

  • https://www.genome.gov/genetics-glossary/CRISPR




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