Multiplexed and programmable regulation of gene networks with an integrated RNA and CRISPR/Cas toolkit in human cells.
Multiplexed and programmable regulation of gene networks with an integrated RNA and CRISPR/Cas toolkit in human cells.
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DOI：
10.1016/j.molcel.2014.04.022
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发表时间：
2014-05-22
期刊：
影响因子：
16
通讯作者：
Lu, Timothy K.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Nissim, Lior;Perli, Samuel D.;Fridkin, Alexandra;Perez-Pinera, Pablo;Lu, Timothy K.
基于RNA的调控和CRISPR/Cas转录因子（CRISPR-TF）尚未整合用于基因网络的多重和可调调节。此外，CRISPR-TF的指导RNA（gRNA）仅在人类细胞中从RNA聚合酶III启动子表达，这限制了它们用于条件基因调控的用途。为了克服这些挑战，我们结合了多种RNA调控策略，包括RNA三螺旋结构，内含子，microRNA和核酶，以及基于Cas9的CRISPR-TF和基于Cas 6/Csy 4的RNA加工。我们描述了从RNA聚合酶II启动子表达功能性gRNA的三种策略，这使得能够从单个转录物多重生产蛋白质和多种gRNA。我们使用这些工具来有效地调节内源性启动子并实现可调合成电路，包括多级级联和RNA依赖性网络，这些网络可以与Csy 4重新连接以实现复杂的行为。这种可复用的工具包将是有价值的编程可扩展的基因电路和扰动内源性网络的生物学，治疗和合成生物学应用。
RNA-based regulation and CRISPR/Cas transcription factors (CRISPR-TFs) have yet to be integrated for multiplexed and tunable modulation of gene networks. Moreover, guide RNAs (gRNAs) for CRISPR-TFs have only been expressed from RNA polymerase III promoters in human cells, which limits their use for conditional gene regulation. To overcome these challenges, we combined multiple RNA regulatory strategies, including RNA-triple-helix structures, introns, microRNAs, and ribozymes, with Cas9-based CRISPR-TFs and Cas6/Csy4-based RNA processing in human cells. We describe three strategies for expressing functional gRNAs from RNA polymerase II promoters, which enable multiplexed production of proteins and multiple gRNAs from a single transcript. We used these tools to efficiently modulate endogenous promoters and implement tunable synthetic circuits, including multi-stage cascades and RNA-dependent networks that could be rewired with Csy4 to achieve complex behaviors. This multiplexable toolkit will be valuable for programming scalable gene circuits and perturbing endogenous networks for biology, therapeutic, and synthetic-biology applications.
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影响因子：
14.9
作者：
Gauthier NP;Jensen LJ;Wernersson R;Brunak S;Jensen TS
通讯作者：
Jensen TS
影响因子：
3.7
作者：
Blount BA;Weenink T;Vasylechko S;Ellis T
通讯作者：
Ellis T
影响因子：
46.9
作者：
Fussenegger, M;Morris, RP;Bailey, JE
通讯作者：
Bailey, JE
DOI：
10.1073/pnas.95.25.14628
发表时间：
1998-12-08
影响因子：
11.1
作者：
Beerli, RR;Segal, DJ;Barbas, CF
通讯作者：
Barbas, CF
固有编码的siRNA改善了哺乳动物基因调节系统和拨动开关的动态范围。
影响因子：
14.9
作者：
Greber, David;El-Baba, Marie Daoud;Fussenegger, Martin
通讯作者：
Fussenegger, Martin