Genome-scale transcriptional activation by an engineered CRISPR-Cas9 complex.
Genome-scale transcriptional activation by an engineered CRISPR-Cas9 complex.
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DOI：
10.1038/nature14136
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发表时间：
2015-01-29
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
Zhang F
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Konermann S;Brigham MD;Trevino AE;Joung J;Abudayyeh OO;Barcena C;Hsu PD;Habib N;Gootenberg JS;Nishimasu H;Nureki O;Zhang F
对基因功能的系统询问需要以稳健且可推广的方式扰动基因表达的能力。我们描述了CRISPR-CAS9复合物的结构引导的工程，以介导内源基因组基因局的有效转录激活。我们使用这些工程化的CAS9激活复合物来研究SGRNA靶向有效转录激活的规则，同时证明了10个基因的多路复用激活，并上调了长长的基因间非编码RNA（LincRNA）转录本。我们还合成了一个由70,290个指南组成的库，该指南针对所有人类RefSeq编码同工型筛选基因，该基因激活后，将其赋予对BRAF抑制剂的耐药性。预期的和潜在的新型抗性基因富集在最高命中，并使用单个SGRNA和cDNA过表达验证。我们的顶级筛选命中的特征与来自临床黑色素瘤样品的基因表达数据显着相关。这些结果共同证明了基于CAS9的激活剂作为强大的遗传扰动技术的潜力。
Systematic interrogation of gene function requires the ability to perturb gene expression in a robust and generalizable manner. We describe structure-guided engineering of a CRISPR-Cas9 complex to mediate efficient transcriptional activation at endogenous genomic loci. We use these engineered Cas9 activation complexes to investigate sgRNA targeting rules for effective transcriptional activation, demonstrate multiplexed activation of 10 genes simultaneously, and upregulate long intergenic non-coding RNA (lincRNA) transcripts. We also synthesize a library consisting of 70,290 guides targeting all human RefSeq coding isoforms to screen for genes which, upon activation, confer resistance to a BRAF inhibitor. Expected and potentially novel resistance genes are enriched in the top hits and are validated using individual sgRNA as well as cDNA overexpression. The signature of our top screening hits is significantly correlated with gene expression data from clinical melanoma samples. These results collectively demonstrate the potential of Cas9-based activators as a powerful genetic perturbation technology.
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