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Development of in vitro transcription networks using CRISPR/Cas9 and microfluidic technologies

使用 CRISPR/Cas9 和微流体技术开发体外转录网络

基本信息

批准号：
17F17796
负责人：
藤井輝夫
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-11-10 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17F17796/
关键词：
CRISPR/Cas9 DNA Nanotechnology Microfluidics Reaction Network Fluorescence fluorescence microfluidics

项目摘要

In just a few recent years, Cas9 has become an essential tool in the toolbox of molecular biologist. This highly-competitive field holds a lot of potential applications, from fundamental research tools to gene therapy. However, a precise control of its activity, and its incorporation in complex molecular networks have been lacking. The goal of this research project was to gain better control over Cas9 by using tools from DNA nanotechnology and microfluidic. Building on the expertise of the laboratory in molecular programming and microfluidics, new RNA-based mechanisms to control the activity of the enzyme has been developed. The research fellow first adapted a fluorescent assay to quickly and quantitatively assess the activity of a RNA guide. He then tested close to 300 different variants of guides, altering almost any functional region of the guide. During this testing, he found that the nexus, a particular region that forms a short hairpin, was essential to the activity of Cas9. He then demonstrated allosteric modulation of the guide under the control of an exogenous miRNA. Lastly, using this invention, he designed several transcription networks that perform logic operation, such as XOR, AND or OR gates.

短短几年，Cas9已成为分子生物学家工具箱中必不可少的工具。这个竞争激烈的领域拥有许多潜在的应用，从基础研究工具到基因治疗。然而，缺乏对其活性的精确控制以及其在复杂分子网络中的整合。该研究项目的目标是通过使用 DNA 纳米技术和微流体工具更好地控制 Cas9。基于实验室在分子编程和微流体方面的专业知识，已经开发出新的基于 RNA 的机制来控制酶的活性。该研究人员首先采用荧光测定法来快速定量评估 RNA 向导的活性。然后，他测试了近 300 种不同的导向器变体，几乎改变了导向器的所有功能区域。在这次测试中，他发现连接（形成短发夹的特定区域）对于 Cas9 的活性至关重要。然后，他证明了外源 miRNA 控制下的向导的变构调节。最后，利用这项发明，他设计了几种执行逻辑运算的转录网络，例如异或、与或或门。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Kinetic study of CRISPR-Cas9 for dynamic DNA nanotechnology

用于动态 DNA 纳米技术的 CRISPR-Cas9 动力学研究

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Alexandre Baccouche;Teruo Fujii;Anthony Genot
通讯作者：
Anthony Genot

Seeing the shape of a molecular program

观察分子程序的形状

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Alexandre Baccouche
通讯作者：
Alexandre Baccouche

From molecular programs to cellular cyborgs

从分子程序到细胞机器人

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ancai Zhang;Jinhua She;Jianlong Qiu;Chengdong Yang;and Lan Zhou,;Alexandre Baccouche
通讯作者：
Alexandre Baccouche

guie RNA for conditional and post-transc riptional control of CRISPR/C as protein

用于 CRISPR/C 作为蛋白质的条件和转录后控制的 guie RNA

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Toward a droplet-based fluorescence assay for CRISPR/Cas9 engineering

用于 CRISPR/Cas9 工程的基于液滴的荧光测定

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ancai Zhang;Jinhua She;Jianlong Qiu;Chengdong Yang;Xinghui Zhang;and Guochen Pang;Alexandre Baccouche
通讯作者：
Alexandre Baccouche