CRISPR/Cas9介导HDR-SSA两步法猪IGF2基因“无缝编辑”新技术研究

批准号:
31702099
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
徐坤
依托单位:
学科分类:
C1702.家畜种质资源与遗传育种学
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈知龙、吴芸、李欣憶、韩宝泉、焦蓓蕾、吕慧娇
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中文摘要
鉴于近年来转基因安全问题备受关注,针对具有重要育种价值的SNP位点进行“精确编辑”,使其从野生型向自然存在的突变型转变,被认为是一种安全可行的基因组编辑育种策略。然而在基因组“精确编辑”研究中,尚存在着脱靶效应、HDR重组效率低、阳性细胞克隆筛选难、筛选标记基因再删除以及双等位打靶效率低等问题。因此,我们在前期一系列相关研究的基础上,针对猪IGF2基因内含子SNP位点(G>A)的“精确编辑”,提出了CRISPR/Cas9介导HDR-SSA两步法的“无缝编辑”技术:通过HDR和SSA修复机制先后实现供体DNA的敲入(含筛选标记及目标突变)和筛选标记基因组件的无痕迹删除,同时整合Cas9切口酶、sgRNA-shRNA串联表达、重组因子-Cas9融合表达以及双供体载体等优化策略,建立一个新型的、安全高效的猪基因组“精确编辑”技术平台,为猪基因组编辑育种研究奠定基础。
英文摘要
Recent years, the safety issue against transgenosis has been a social concern. There is a safe and feasible strategy for editing SNP site with potential breeding importance, and the breeding may be achieved by converting the SNP site of target gene from wild type into a natural mutant. However, there are still some difficulties when conducting precise genome editing, such as the off-target effect, low efficiency for HDR-based recombination, poor selection for positive cell clones, deletion of selecting cassette and the low biallelic targeting efficiency. Hence, to edit the SNP site (G>A) within the intron of porcine IGF2 gene, we proposed the “seamless editing” technique based on our previous studies, which uses CRISPR/Cas9 twice to mediate the knock-in of donor DNA (with selecting cassette and the intent mutation) by HDR and subsequently the complete deletion of selecting cassette by SSA repair mechanism. In this project, the strategies including Cas9 nickase, sgRNA-shRNA tandem structure, recombination related factor-Cas9 fusion as well as paired donor vectors will be further applied to establish the novel, secure and efficient platform for the “precise editing” of porcine genome, which will facilitate the genome editing breeding research in the future.
鉴于近年来转基因安全问题备受关注,针对具有重要育种价值的SNP位点进行“精确编辑”,使其从野生型向自然存在的突变型转变,被认为是一种安全可行的基因组编辑育种策略。然而在基因组“精确编辑”研究中,尚存在着HDR重组效率低、阳性细胞克隆筛选难、筛选标记基因再删除以及双等位打靶效率低等问题。因此,本项目课题组针对猪IGF2基因内含子SNP位点(G>A)的“精确编辑”,开发并优化了CRISPR/Cas9介导HDR-SSA两步法的“无缝编辑”技术,建立了相应的双等位无缝编辑系统,并实现了猪IGF2基因的无缝编辑。为了提高筛选标记再删除效率,课题组进一步开发了CRISPR/Cas9-PiggyBac系统;为了实现无筛选标记整合的基因编辑,课题组进一步开发了HDR-USR和acNHEJ-USR基因编辑阳性细胞报告筛选系统。这些CRISPR/Cas9配套系统的开发为以后的家畜尤其是猪基因组编辑育种研究提供了有效的技术手段。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Editorial: Precise Genome Editing Techniques and Applications.
社论:精确的基因组编辑技术和应用。
DOI:10.3389/fgene.2020.00412
发表时间:2020
期刊:Frontiers in Genetics
影响因子:3.7
作者:Xu Kun;Segal David Jay;Zhang Zhiying
通讯作者:Zhang Zhiying
Gene cloning and seamless site-directed mutagenesis using single-strand annealing (SSA)
使用单链退火 (SSA) 进行基因克隆和无缝定点诱变。
DOI:10.1007/s00253-018-9348-z
发表时间:2018-12-01
期刊:APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY
影响因子:5
作者:Luo, Zhixin;Wang, Shanhe;Wang, Xin
通讯作者:Wang, Xin
sgRNA-shRNA Structure Mediated SNP Site Editing on Porcine IGF2 Gene by CRISPR/StCas9.
通过 CRISPR/StCas9 对猪 IGF2 基因进行 sgRNA-shRNA 结构介导的 SNP 位点编辑。
DOI:10.3389/fgene.2019.00347
发表时间:2019
期刊:Frontiers in Genetics
影响因子:3.7
作者:Sun Yongsen;Yan Nana;Mu Lu;Sun Bing;Deng Jingrong;Fang Yuanyuan;Shao Simin;Yan Qiang;Han Furong;Zhang Zhiying;Xu Kun
通讯作者:Xu Kun
A Universal Surrogate Reporter for Efficient Enrichment of CRISPR/Cas9-Mediated Homology-Directed Repair in Mammalian Cells
用于在哺乳动物细胞中有效富集 CRISPR/Cas9 介导的同源定向修复的通用替代报告基因
DOI:10.1016/j.omtn.2019.12.021
发表时间:2019-12
期刊:Molecular Therapy - Nucleic Acids
影响因子:--
作者:Nana Yan;Yongsen Sun;Yuanyuan Fang;Jingrong Deng;Lu Mu;Kun Xu;Joe S. Mymryk;Zhiying Zhang
通讯作者:Zhiying Zhang
DOI:10.1016/j.tibtech.2018.07.017
发表时间:2019
期刊:Trends in Biotechnology
影响因子:--
作者:Ren Chonghua;Xu Kun;Segal David Jay;Zhang Zhiying
通讯作者:Zhang Zhiying
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