CRISPR 激活/抑制系统

CRISPRa/i及其应用

基因功能研究最常用的方法是在减少或阻断基因的表达后进行表型分析。CRISPRa也称为CRISPR激活(CRISPR activation)，让dCas9与不同的转录激活子结合发挥上调靶基因表达的作用。CRISPRi也称为CRISPR抑制(CRISPR interference or inhibition)。dCas9与转录抑制子连接，如KRAB（Kruppel associated box），dCas9-KRAB融合蛋白在gRNA指引下，结合到靶基因TSS位点，抑制转录起始，沉默靶基因的表达。CRISPR激活（CRISPRa）和CRISPR抑制（CRISPRi）特别适合分析非编码RNA的具体功能。此外，因为CRISPRi必须在转录起始位点附近才能发挥作用，CRISPR系统脱靶效应比RNAi少得多。

CRSPRa在筛选功能增益方面非常有效；而CRISPRi在筛选缺失功能方面比 RNAi 文库更有效。使用 CRISPR 文库进行阳性选择可以检测特定条件下生存的细胞，如药物治疗，而且可以很容易地阐明耐药机制。使用 CRISPR 文库进行阴性选择可以有效地检测死亡或者缓慢生长的细胞，而且可以识别生存必须基因，这可能成为分子靶向药物的有效候选者。另外，阴性选择可以应用于合成致死性相互作用，其中两个基因的同时变化会导致生存力丧失，但是任一基因变化不影响生存力。这机制对于确定分子靶向药的最佳组合具有重要意义。利用新的方法，如成对的引导 RNA 系统和与单细胞 RNA 测序技术相结合，可以识别癌细胞中生存的共同必需基因。

服务应用

1. 基因表达降低（Knockdown）：适用于编码和非编码基因。可与CRISPR-KO或RNAi互补。
2. 基因过表达（Overexpression）：适用于编码和非编码基因。可实现基因在内源环境中过表达。
3. 基因定位：dCas9与荧光蛋白融合表达，可以对靶基因所在的染色体定位进行示踪。
4. 诱导iPS：可利用CRISPRi来诱导iPS，或大规模筛选细胞全能性相关基因。
5. 高通量遗传筛选：可以利用CRISPRi/CRISPRa找到肿瘤细胞中的调节通路或易感基因、鉴定组织发育或细胞分化中的重要基因。

服务流程

服务优势

1. 优化sgRNA设计，zui大程度减少脱靶对实验结果的影响；
2. 设计多条gRNAs可同时对多个靶基因进行调控；
3. dCas9介导的基因调控是可逆的，不会永久性地修饰基因组DNA；
4. CRISPRi/CRISPRa复合物必须在转录起始位点附近才能发挥作用，因此降低了脱靶效应。

服务内容

参考文献

1. Boettcher, et al., Choosing the Right Tool for the Job: RNAi, TALEN, or CRISPR. Molecular Cell, 2015. 58(4): p. 575.
2. Qi, L.S., et al., Repurposing CRISPR as an RNA-Guided Platform for Sequence-Specific Control of Gene Expression. Cell, 2013. 152(5): p. 1173-1183.