עריכת בסיס יעילה ללא PAM עבור דגי זברה מידול של מחלות גנטיות אנושיות עם zSpRY-ABE8e

פרוטוקול זה מאפשר לחוקרים לבנות מספר מודלים של דגי זברה שלא היו זמינים בעבר של וריאנטים חד-נוקלאוטידים רלוונטיים למחלות. מגבלות PAM הן מכשול עיקרי ליצירת מודלים מדויקים של בעלי חיים, ו- zSpRY-ABE8e מאפשר המרה יעילה של אדנין לבסיס גואנין עם אינטרמוטציה נמוכה והגבלת PAN רגועה. כלי זה יכול לשמש לבניית מודלים מדויקים של דגי זברה לחקר המאפיינים הפתוגניים של מנגנוני מחלה הקשורים לנחתים בעלי נוקלאוטיד יחיד, כמו גם סינון תרופות למחלה זו.

כדי להתחיל, להגדיר את מערכת מושך micropipette לחמם מראש לפחות 30 דקות. כדי למשוך את נימי הזכוכית, בחר תוכנית, הגדר את ערך בדיקת הרמפה כחום, 50 כמשיכה, את המהירות ב- 100, את הזמן כ- 50 ואת הלחץ כ- 30. לאחר מכן, התקן את צינור הנימים וודא שהוא נמצא בחריץ.

לחץ על משוך, הפעל/עצור"כדי להפעיל את התוכנית. כדי לשמר את הנימים שנמשכו, הכניסו אותם לקצף המכיל רווחים השומרים על המחט מרחפת. לניסויים, השתמש ב- zSpRY-ABE8e mRNA המתואר בכתב היד, וערוך בקלות sgRNA שונה עם 2'O-methyl phosphorothioate בשני הקצוות.

עבור תכנון gRNA, העדיפו לבחור NRN כרצף PAM, מכיוון ש-zSpRY-ABE8e מראה העדפה גבוהה יותר ל-NRN PAM מאשר ל-NYN PAM. הזן את נוקלאוטיד המטרה אדנין נמצא בחלון העריכה הפעיל ביותר מהנוקלאוטיד השלישי לתשיעי לאורך הפרוטוספייסר. הקימו מיכלי רבייה בלילה שלפני ההזרקה.

הכניסו מחיצה, והניחו שתי נקבות וזכר אחד של דגי זברה בכל מיכל. הניחו מכסה מעל כל מיכל. למחרת בבוקר, באמצעות טיפים, צינורות וכפפות נטולי RNase, מערבבים את ה-mRNA המופשר ואת ה-EEgRNA על קרח לריכוז סופי של 400 ו-200 ננוגרם למיקרוליטר, בהתאמה.

כדי להגדיר את המיקרו-מזרק הפנאומטי, ראשית, סגור את שסתום הלחץ החלקי של משאבת האוויר. לאחר מכן, פתח את השסתום הראשי, פתח את בלון הגז והתאם את הלחץ של שסתום הלחץ החלקי ל -0.2 מגה-פסקל. עכשיו, להפעיל את microinjector ולהגדיר את המצב טיימר.

התאם את שסתום לחץ הפרמטר ל- 20 פאונד לאינץ 'מרובע ואת ערך הטיימר ל- 0.040 שניות. באמצעות מלקחיים עדינים, שוברים באופן זוויתי את המחטים של נימי הזכוכית שנמשכו תחת מיקרוסקופ סטריאו. באמצעות קצה פיפטה microloader, להוסיף את תערובת mRNA/gRNA לקצה של נימי זכוכית ולחבר את המחט micromanipulator.

הגדר את ערך הלחץ והטיימר כדי לייצר תערובת של שני ננוליטרים בכל הזרקה באמצעות microcap. לאחר גידול הדג במשך 10 עד 15 דקות, לאסוף את הביצים במסננת. בחנו את שלב התא ואת איכות הביצים תחת מיקרוסקופ סטריאו.

בחר ביצים חד-תאיות להזרקה כדי לשפר את יעילות העריכה. מרפדים את הביציות על צלחת הזרקה של 1.5% אגרוז ומזריקים שני ננוליטרים של תערובת הרנ"א לתא העוברים באמצעות מיקרוסקופ. אוספים את הביצים בצלחות פטרי עם E3 Buffer ודגורים עליהן בטמפרטורה של 28 מעלות צלזיוס.

הסר את הביציות המתות ושנה את חיץ התרבית כל 12 שעות למשך 48 שעות לאחר ההפריה. לאחר 48 שעות לאחר ההפריה, אספו שלוש בריכות של שישה עוברים מוזרקים שנבחרו באופן אקראי לתוך צינור PCR. לאחר איסוף שישה עוברי ביקורת שנבחרו באופן אקראי, השתמשו בפיפט כדי לשאוף את מאגר E3 השיורי.

הוסף 40 מיקרוליטר של 50 מילימולר נתרן הידרוקסידי לעוברים. הניחו את הצינורות באמבט מתכת בטמפרטורה של 95 מעלות צלזיוס למשך 20 דקות, ולאחר מכן ערבלו במשך 15 שניות. הוסף ארבעה מיקרוליטרים של טריס הידרוכלוריד טוחנת אחת ב- pH שמונה לכל צינור.

צנטריפוגו את הצינורות ב 2000 גרם למשך 10 שניות בטמפרטורת החדר. העבירו את הסופרנאטנט לצינור PCR חדש. הוציאו מיקרוליטר אחד של הסופרנאטנט מצינור ה-PCR והשתמשו בו לריצוף סנגר.

לאחר מכן אחסנו את יתרת הסופרנאטנט בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס. כדי לנתח את נתוני הרצף של Sanger, התחל בהעלאת קובץ הרצף לתיבת ההעלאה ab1 File"box. הזן את רצף gRNA של 20 זוגות בסיסים בכיוון 5'עד 3', בתיבה הזן gRNA"sequence.

הזן את מיקום הבסיס המתאים בתיבות 5'start ו- 3'end. השגת יעילות העריכה הבסיסית על ידי לחיצה על עריכה חזויה "ובדיקת איכות נתוני הרצף. מודל של דג זברה אנמיה שחורת יהלום נבנה על ידי המרת האדנין של קודון ההתחלה של Tsr2 לגואנין.

ניתוח EditR של נתוני רצף הדגים חפיפה AG בבסיס אדנין של קודון ההתחלה Tsr2. הפנוטיפ של שני עוברי Tsr2 בני היום הראה עיניים קטנות יותר בהשוואה לעוברי הביקורת. קרום הלב נפוח נצפה גם בעוברים המוטנטים.

על מנת להשיג עריכת בסיס יעילה, אנא עקוב בקפידה אחר עקרון התכנון המנחה שהוזכר לעיל, שהוא תנאי מוקדם להצלחת הניסוי. מודלים מדויקים חיוניים לחקר מחלות הקשורות לגרסאות של נוקלאוטיד יחיד. הפיתוח של SprY-ABE8e מספק כלי יעיל למידול מדויק, המסייע לקדם את המחקר של מנגנוני מחלה וטיפולים.