一、 研究的问题CUEDC2蛋白质是在一种在多种肿瘤组织中存在高表达的蛋白质,能在有丝分裂器发生CDK1激酶催化的磷酸化,进而促进纺锤体检验点过早关闭,因而造成非整倍体染色体的产生等基因组不稳定性和肿瘤形成。
CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)/Cas(CRISPR associated)9系统是一种新型基因组修饰技术。
与ZFN和TALEN技术一样可用于对基因组的修饰,修饰类型包括敲入、敲除,两位点同时突变和小片段缺失。
本课题主要想利用CRISPR技术对肿瘤细胞系中的CUEDC2基因进行敲除以建立CUEDC2蛋白缺失的肿瘤细胞系模型并进一步进行功能研究。
二、采用的研究手段 1.利用基因工程手段构建含有目的基因即CUEDC2的质粒载体; 2.将构建好的质粒载体与含GFP的载体共转到肿瘤细胞系中,默认带荧光的细胞为转染了表达载体的细胞,并通过流式分选将带荧光的细胞筛选出来; 3.将筛选出的细胞种到96孔板中,通过细胞计数尽量使每个孔中只有一个细胞,进行细胞单克隆培养; 4.逐步培养细胞直至10cm皿中,细胞密度足够时进行收样,裂解细胞后取上清蛋白并利用Western blotting检测,以野生型细胞为对照,从而验证是否还含有CUEDC2蛋白三、文献综述 CRISPR/Cas9介导的基因定点修饰技术CRISPR最早于一份关于大肠杆菌的报告中出现,是细菌和古菌用以保护自身抵御病毒入侵的一种DNA切割机制。
利用一段与靶序列相同的单导向RNA来引导Cas9核酸酶对特异靶向DNA进行识别和切割,造成DNA双链或单链断裂,然后细胞会利用自身具备的两种DNA修复机制对断裂的DNA进行修复进而达到对基因的修饰作用,即非同源末端结合(NHEJ)或同源介导的修复(HDR)。
1987年,日本课题组在K12大肠杆菌的碱性磷酸酶基因附近发现串联间隔重复序列,随后的研究发现这种间隔重复序列广泛存在于细菌和古细菌的基因组中,2002年,科学家将其正式命名为clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)。
因为缺乏病毒和质粒的序列信息,初期对CRISPR的研究进展缓慢,其行使的确切功能一直未能阐明.2005年,三个研究小组均发现CRISPR的间隔序列(spacer)与宿主菌的染色体外的遗传物质高度同源,推测其功能可能与细菌抵抗外源遗传物质入侵的免疫系统有关。
2006年,美国研究小组通过生物信息分析预测,CRISPR系统可能以类似于真核生物的RNAi方式使用其免疫功能。
但这些都只是假设.2007年,Barrangou等首次发现并证明细菌可能利用CRSPR系统对抵抗噬菌体入侵.2008年,Marraffini等又发现细菌CRISPR系统能阻止外源质粒的转移,首次利用实验验证了CRISPR系统的功能,由此科学家们揭开了研究CRISPR系统作用机制的序幕。
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