Makalenin eleştirel okunması için Christopher Hindley&#39;e teşekkür ediyoruz. AM, Wntsapp (Marie Curie ITN), AA-R tarafından desteklenmektedir. Tıp Araştırma Konseyi (MRC) ve BK.K tarafından desteklenmektedir. Ve RM, Wellcome Trust ve Royal Society [101241 / Z / 13 / Z] &#39;den bir Sir Henry Dale Bursu tarafından desteklenmekte ve Wellcome Trust ve MRC&#39;den Wellcome Trust - MRC Cambridge Stem Cell Enstitüsüne bir temel hibe yoluyla destek alınmaktadır .

<html> 1. CRISPR-concatemer Vector için gRNA Tasarımı Not: Bu bölümün amacı, en iyi hedefleme stratejisini seçmeyi ve CRISPR-concatemer vektörü için belirli çıkıntıları içeren gRNA&#39;ları nasıl tasarlayacağınızı açıklamaktır. <ol><li> Seçilen bir CRISPR gRNA tasarım aracını kullanarak ilgi genlerine karşı gRNA&#39;lar tasarlayın. Bir örnek için Malzeme Tablosuna bakın. NOT: Paralog genlerin bir çiftini hedeflerken gen başına bir gRNA tasarlamak mümkün olsa da, çift knockout elde etme şansını artırmak için her gen için iki gRNA tasarlanması önerilir ( Şekil 1 ). </li><li> GRNA&#39;ların Bbs I tanıma sitesini içermediğinden emin olmak için bir kısıtlama haritalama aracı kullanın (örnek için Malzeme Tablosuna bakın). </li><li> Tablo 1&#39;de gösterildiği gibi her bir oligoya belirli CRISPR-konsatemer vektör çıkıntıları ekleyin. </li></ol>&quot;Fo: keep-together.within-page =&quot; 1 &quot;fo: keep-with-next.within-page =&quot; always &quot;&gt; <tbody><tr><td></td><td> Kaset 1 </td><td> Kaset 2 </td><td> Kaset 3 </td><td> Kaset 4 </td></tr><tr><td> Sıra (5&#39;-3 &#39;) </td><td> CACCGG [gRNA1] GT </td><td> ACCGG [gRNA2] G </td><td> CCGG [gRNA3] </td><td> ACACCGG [gRNA4] GTT </td></tr><tr><td> Sıra (5&#39;-3 &#39;) </td><td> TAAAAC [RC-gRNA1] CC </td><td> AAAAC [RC-gRNA2] Cı </td><td> AAAC [RC-gRNA3] </td><td> CTAAAAC [RC-gRNA4] CCG </td></tr></tbody></table> Tablo 1: CRISPR-konsatemer Vektörünün Her Kaseti İçin Çıkıntılar. 2. CROSPR-konsatimer Vektörüne gRNA&#39;ların klonlanması <ol><li> Oligosların fosforilasyonu ve tavlanması NOT: Bu adım, tO Her bir gRNA oligo için üst ve alt zincirleri tavlamak ve uçlarını tek bir reaksiyonda fosforile etmek. <ol><li> Tepkime karışımını, oligosları fosforile etme ve buz üzerinde üst ve alt ipliklerini tavlamak için aşağıdaki talimatlara göre hazırlayın. NOT: Tüm oligolar bir reaksiyona toplanabilir; Örneğin, 4 gRNA-konsatemer vektörü durumunda, birlikte 8 oligos bir araya getirilir. </li><li> 3 concatemer için 3.0 μL gRNA üst iplikçik (her gRNA&#39;dan 1.0 μL; 10 μM, 1 μL / gRNA), 3.0 μL gRNA alt ipi (her gRNA&#39;dan 1.0 μL; 10 μM, 1 μL / gRNA), 2.0 μL T4 DNA ligaz tamponu (10x), 1.0 pL T4 PNK ve 20.0 uL toplam hacmine kadar H2O ilave edin. </li><li> Pipetleme yöntemiyle iyice karıştırın ve aşağıdaki ayarları kullanarak bir termostatöre çalıştırın: 30 dakika için 37 ° C, 5 dakika için 95 ° C, 0.3 ° C&#39;de dakikada 25 ° C&#39;ye kadar rampa, 4 ° C&#39;de tutun. </li></ol></li><li> Bbs ben tepki karışımı NOT: Bu bölümde, önceden tavlanmış gRNA oligoları, sindirim ve ligasyon döngüleri dönüşümlü olarak bir adımda konstemer vektörünün uygun pozisyonuna dahil edilir. <ol><li> 3 ve 4 gRNA-konsatemer vektörleri oluşturmak için DNase / RNaz içermeyen suda reaksiyon karışımını 1: 100 oranında inceltin. NOT: 2 gRNA-concatemers klonlandığında bu adım gerekli değildir . </li><li> Aşağıdaki talimatlara uygun olarak, buz üzerinde Bbs I karıştırma reaksiyonunu bir araya toplayın . Yalnızca vektörü içeren bir negatif kontrol ekleyin. </li><li> 100 ng CRISPR-concatemer vektörü, 10.0 μL oligo karışımı, 1.0 μL BSA içeren kısıtlama enzimi tamponu (10x), 1.0 uL DTT (10 mM), 1.0 uL ATP (10 mM), 1.0 μL Bbs I, 1.0 uL T7 ligaz 20.0 uL toplam hacmine kadar, ve H2O. </li><li> Pipetleme yöntemiyle iyice karıştırın ve aşağıdaki ayarları kullanarak bir termostatöre uygulayın: 3 ve 4 gRNA-konsatremeri klonlamak için 50 döngü çalıştırın ve <sTrong&gt; 2 gRNA-konkatemeri için 25 döngü, hem 37 ° C&#39;de 5 dakika, 21 ° C&#39;de 5 dakika, 37 ° C&#39;de 15 dakika, daha sonra 4 ° C&#39;de sonsuza dek tutun . </li></ol></li><li> Exonuclease tedavisi NOT: Bu adım, doğrusallaştırılmış DNA&#39;nın izlerini kaldırarak klonlamanın etkinliğini arttırdığı için önerilir. <ol><li> Bbs I shuffling reaksiyonunu bir DNA exonuclease (bkz . Malzeme Tablosu ) ile aşağıdaki gibi davranın. </li><li> Önceki adımdan (2.2.3) 11.0 μL ligasyon karışımı alın, 1.5 uL ekzonükleaz tamponu (10x), 1.5 uL ATP (10 mM), 1.0 μL DNA ekzonükleaz ekleyin ve toplam su hacmi 15.0 μL&#39;ye getirin. 37 ° C&#39;de 30 dakika inkübe edip 70 ° C&#39;de 30 dakika inkübe edin. NOT: Bu adım, karışımdaki artık doğrusallaştırılmış DNA&#39;yı yok eder ve bu nedenle klonlama verimliliğini arttırır. </li><li> Reaksiyon karışımının 2 μL&#39;ini, kimyasal olarak dönüştürmek için dönüştürme için kullanın.Isı şoku ile E. coli bakterilerini çadır 12 . NOT: Alternatif olarak, reaksiyon -20 ° C&#39;de bir hafta kadar saklanabilir. </li></ol></li><li> Restriksiyon sindirimi NOT: Bu adımın amacı kısıtlama sindirimiyle klonlama prosedürünün başarısını değerlendirmektir. <ol><li> CRISPR-concatemer vektöründe gRNA eklentilerinin varlığını teyit etmek için, aşılama döngüsü ile 4-8 bakteri kolonisini seçin, her klondan bir gece boyunca 37 ° C&#39;de 4 mL LB ortamında bir orbital çalkalayıcıda büyütün. Üreticinin talimatlarına göre plazmid miniprep kiti kullanarak DNA&#39;yı çıkarın (Malzeme Tablosuna bakın). </li><li> Bir bakteri kuluçka makinesi içinde 3 saat boyunca 37 ° C&#39;de inkübe ederek 10 uL reaksiyonda 10 U EcoR + 5 U Bgl II ile ~ 200 ng DNA&#39;yı özümleyin . Büyüklük karşılaştırması için pozitif bir kontrol olarak ilgili orijinal vektör ile ayrı bir reaksiyon karışımı ekleyin. NOT: ThiS, bu iki kısıtlama enziminin tüm konkanteemleri tüketeceğinden, tüm konkanteemlerin var olup olmadığını teyit edecektir. Bunlar, her bir konstemer için beklenen boyutlardır: 2 gRNA-konkantem (800 bp), 3 gRNA-konkatem (1.2 kbp) ve 4 gRNA-konkatemer (1.6 kbp). </li><li> Yaklaşık 20 dakika boyunca 90 V&#39;de% 1 agaroz jel üzerinde sindirim reaksiyonlarını çalıştırın. </li><li> UV transilluminator kullanarak jel görselleştirmek. Band örneklerinin orijinal vektörlerden biriyle eşleşmesini sağlayarak ve DNA merdiveni kullanarak her fragmanın beklenen boyuta sahip olduğundan klonları doğru ekleme boyutuyla tanımlayın. </li><li> Seçilen klonları 37 ° C&#39;de 5 U Bbs I ile bir bakteri inkübatöründe 3 saat boyunca sindirin. Bir kontrol olarak ilgili orijinal vektör ile ayrı bir reaksiyon karışımı ekleyin. NOT: Bu ek sindirim adımı, gRNA&#39;ların doğru konuma klonlandığını teyit etmektir ve sonuç olarak tüm Bbs I tanıma siteleri kaybolmuştur. </li><li> Üzerinde sindirim reaksiyonları çalıştırYaklaşık% 20 oranında 90 V&#39;de% 1 agaroz jel. Yalnızca gRNA&#39;lar içerdiği için Bbs I tarafından kesilmeyen vektörleri doğru olarak düşünün. </li></ol></li><li> Vektör dizilemesi NOT: Bu adımın amacı kısıtlama sindirim analizi ile doğru olarak tanımlanan vektörlerdeki gRNA sekanslarının varlığını doğrulamaktır. <ol><li> Aşağıdaki primerleri kullanarak Sanger sıralama 13 ile pozitif konkantem vektörlerini onaylayın: İletim: TCAAGCCCTTTGTACACCCTAAG (ilk gRNA kasetini kontrol etmek için) Linker1_Forward: GACTACAAGGACGACGATGACAA (ikinci gRNA kasetini kontrol etmek için) Linker2_Reverse: GGCGTAGTCGGGCACGTCGTAGGGGT (ikinci gRNA kasetini kontrol etmek için) Linker2_Forward: ACCCCTACGACGTGCCCGACTACGCC (üçüncü gRNA kasetini kontrol etmek için) Linker3_Reverse: TCCTCCTCTGAGATCAGCTTCTGCAT (üçüncü gRNA kasetini kontrol etmek için) Ters: AGGTGGCGCGAAGGGGCCACCAAAG (son gRNA&#39;yı kontrol etmek için)kaset) </li><li> Sıralanma okumalarındaki dizilerini araştırarak tüm gRNA&#39;nın varlığını kontrol edin. </li></ol></li></ol> 3. Bağırsak Organoidlerin Elektroporasyon ile Transfeksiyon Edilmesi NOT: Lütfen bu prosedürün Fujii ve diğerleri tarafından yayınlanan protokole dayandığına dikkat edin. Fare küçük bağırsak organoid kültürleri için adaptasyon ile 2015 yılında 14 . <ol><li> Ön elektroporasyon NOT: Bu bölüm, fare bağırsak organoitlerinin elektroporasyon öncesinde, tüm antibiyotikleri ve kıvamlandırılmış ortamları kendi kültür ortamlarından çıkararak nasıl hazırlanacağı açıklanmaktadır. Bu, elektroporasyon sırasında olası toksik etkileri önleyecektir. <ol><li> Transfeksiyon prosedürünün 0 gününde organoidler 1: 2 oranda bölünürler. NOT: Bağırsak organoid kültürleri, önceden kurulmuş protokollere göre kript izolasyonu yaparak elde edilebilir 15 . Bakınız <stRong&gt; Tüm medya kompozisyonları için Tablo 2. <ol><li> Organoidleri elektroporasyon için ayırırken, her transfeksiyon için 48 oyuklu bir plakadan en az 6 kuyu tohumlayın. </li><li> 20 uL bodrum matris damla organoids Tohum ve 37 ° C &#39;de WENR + Nic ortamında (Wnt + EGF&#39; + Noggin + R-spondin + Nikotinamit) bunları büyümesi, nemlendirilmiş bir kuluçka makinesi içinde% 5 CO2 (daha önce 15 tarif edilmiştir) . </li></ol></li><li> 2. günde, WENR + Nic&#39;i antibiyotikler olmadan 250 μL EN (EGF + Noggin) + CHIR99021 (Glikojen Synthase Kinaz-3 inhibitörü) + Y-27632 (antibakteriyetsiz) ile değiştirerek değiştirin (bkz. Tablo 2 ). NOT: Bütün basamaklarda, 48 gözlü bir plakanın her oyuğuna eklenen ortam miktarı 250 mcL&#39;dir. </li><li> 3. günde, organoid maddeyi antibiyotiksiz EN + CHIR99021 + Y-27632 +% 1.25 v / v Dimetil sulfoksit (DMSO) olarak değiştirin. </li></ol></li><li> Hücrelerin hazırlanması NOT:Burada, organoidlerin mekanik ve kimyasal ayrışma ile küçük hücre kümelerine nasıl parçalanacağını açıklıyoruz. Bu adımlar, işlemin başarısı için kritik öneme sahiptir. <ol><li> 4. günde, 1 mL&#39;lik bir pipet ucu kullanarak bodrum matris kubbelerini bozun ve organoidleri 1.5 mL&#39;lik bir tüp üzerine aktarın. Bir 48 gözlü plakanın dört oyuğunun bir tüpe alınması. </li><li> Mekanik olarak organoidleri, yaklaşık 200 kez P200&#39;lü bir pipet kullanarak aşağı ve yukarı pipetleyerek küçük parçalara ayırın. Oda sıcaklığında, 600 x g&#39;de 5 dakika santrifüjleyin. </li><li> Ortamı çıkarın ve pelleti bir hücre kültürü sınıfı rekombinant proteazın 1 mL&#39;sinde tekrar süspanse edin (materyal tablosuna bakın). 37 ° C&#39;de en fazla 5 dakika inkübe edin ve daha sonra 4x&#39;lik bir objektifle ters ışık mikroskopu altında 50 μL&#39;lik bir damla damlası kontrol edin. NOT: Elektroporasyondan sonra hücre hayatta kalmasını arttırdığı için 10-15 hücrenin kümeleri arzu edilir. </li><li> Hücre süspansiyonunu düşük bağlayıcı 15 mL tüpe aktarın veAntibiyotiksiz bazal ortamdan 9 mL eklenerek ayrılma (bkz. Tablo 2 ). Oda sıcaklığında, 600 xg&#39;de 5 dakika süreyle santrifüjleyin, sonra süpernatanı atın ve topağı 1 mL düşük serum ortamında tekrar süspansiyon haline getirin (Malzeme Listesine bakın ). </li><li> Bürker&#39;in odasıyla hücrelerin sayısını sayın ve elektroporasyon reaksiyonu başına en az 1 x 10 5 hücre kullanın. 9 mL düşürülmüş serum ortamı 15 mL tüp içine ilave edin ve 400 x g&#39;de 3 dakika oda sıcaklığında santrifüjleyin. </li></ol></li><li> Elektroporasyon NOT: Aşağıdaki bölümlerde, elektroporasyonun nasıl gerçekleştirileceği ve daha sonra organoidlerin iyileştirilmesi hakkında talimatlar verilmektedir. <ol><li> Süpernatanın tümünü çıkarın ve pelleti bir elektroporasyon çözeltisi içinde tekrar süspanse edin (bkz . Malzeme Listesi ). Hücre süspansiyonuna toplam 10 mikrogram DNA ekleyin ve 100 uL&#39;lik bir son hacme elektroporasyon çözeltisi ekleyin ve hücre-DN&#39;yi koruyunBuz üzerinde bir karışım. CRISPR-konektamer vektörlerini bir Cas9 ifade plazmidiyle ( örn. Addgene # 41815) 1: 1 oranında kullanın. NOT: Eklenen DNA&#39;nın toplam hacmi, toplam reaksiyon hacminin% 10&#39;undan az veya ona eşit olmalıdır. </li><li> Transfeksiyon verimliliğini değerlendirmek için bir GFP plazmiti içeren ayrı bir transfeksiyon karışımı ekleyin ( örn. PCMV-GFP, Addgene # 11153 veya herhangi bir genel GFP ifade plasmidi). </li><li> Hücre-DNA karışımını elektroporasyon küvetine ekleyin ve elektroporatör odasına yerleştirin. Elektroporatör üzerindeki uygun düğmeye basarak empedansı ölçün ve 0.030-0.055 Ω olduğundan emin olun. Tablo 3&#39;te gösterilen ayarlara göre elektroporasyon uygulayın. NOT: Empedans değeri izin verilen aralığın dışına çıkarsa, küvet içindeki çözelti hacmini ayarlayın. </li><li> Küvet üzerine 400 μL elektroporasyon tamponu + Y-27632 ekleyin ve daha sonra tümü 1.5 mL&#39;lik bir tüpe aktarın. IncubaTe, oda sıcaklığında 30 dakika dinlendirilerek hücrelerin geri kazanılmasına ve daha sonra bunları 400 x g&#39;de 3 dakika boyunca oda sıcaklığında döndürmeye bırakılmıştır. </li><li> Süpernatantı çıkarın ve peleği 20 mcL / bodrum matrisinde tekrar süspanse edin. 48 oyuklu bir plakada göz başına yaklaşık 1 x 10 4 ila 1 x 10 5 hücre tohumlayın ve EN + CHIR99021 + Y-27632 +% 1.25 v / v DMSO ortamı ekleyin. 37 ° C&#39;de inkübe edin. </li><li> 5. günde, ortamı EN + CHIR99021 + Y-27632&#39;ye değiştirin ve GFP ifadesini gözleyerek transfeksiyon verimliliğini kontrol edin ( Şekil 2 ). Organoidleri 37 ° C&#39;de tutun ve 2 gün sonra EN + CHIR99021 + Y-27632 orta tazeleyin. </li><li> 9. günde, ortamı WENR + Nic + Y-27632&#39;ye değiştirin ve 37 ° C&#39;de inkübe edin. NOT: Y-27632, 7-10 gün sonra (16-19 günlerinde) çıkarılabilir. </li></ol></li></ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td></td><td> Kaplama darbesi </strong&gt; </td><td> Transfer nabzı </td></tr><tr><td> Voltaj </td><td> 175V </td><td> 20V </td></tr><tr><td> Darbe uzunluğu </td><td> 5 ms </td><td> 50 mms&#39;den </td></tr><tr><td> Darbe aralığı </td><td> 50 mms&#39;den </td><td> 50 mms&#39;den </td></tr><tr><td> Bakliyat sayısı </td><td> 2 </td><td> 5 </td></tr><tr><td> Çürüme oranı </td><td> % 10 </td><td> % 40 </td></tr><tr><td> Polarite </td><td> + </td><td> +/- </td></tr></tbody></table> Tablo 3: Elektroporasyon Ayarları. 4. Büyüme Faktörü Para Çekme Not: Burada, bağırsak organoidlerinde Wnt yolağının negatif regülatörlerini çalarak bir büyüme faktörü geri çekme deneyinin nasıl yürütüleceği örneklendirilmektedir. <ol><li> 10-14 gün sonraR elektroporasyonunda, yukarıda sözü edilen (3.2.1 - 3.2.2) adımları izleyerek organoidleri 48 oyuklu bir plakada 1: 3 oranında bölün. </li><li> Organoid pelleti 20 μL Bazal membran matrisinde süspansiyon haline getirin ve 10 dakika boyunca 37 ° C&#39;de katılaşmasına izin verin. Daha sonra, dönüştürücü büyüme faktörü-yoksun ortam katlamalı 250 uL (EN) hedef genlerin nakavt 5 elde olup olmadığını test etmek için. </li><li> Vahşi tipli vahşi tip (WT) kontrol organoidleri ve mutant organoidler arasındaki yaşamsal farklılığı görmek için organoidleri büyüme faktörü yoksun koşullar altında minimum 2 - 3 pasajda bölün. 5 , 15 . NOT: Vahşi organoitler, büyüme faktöründen yoksun ortamda iki pasajda hayatta kalamaz, mutant hatlar büyüyebilmelidir. </li></ol>

<ol>
	<li>Mali, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RNA-Guided+Human+Genome+Engineering+via+Cas9.">RNA-Guided Human Genome Engineering via Cas9.</a> Science. 339 (6121), 823-826 (2013).</li><li>Koike-Yusa, H., Li, Y., Tan, E. -. P., Velasco-Herrera, M. D. C., Yusa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome-wide+recessive+genetic+screening+in+mammalian+cells+with+a+lentiviral+CRISPR-guide+RNA+library.">Genome-wide recessive genetic screening in mammalian cells with a lentiviral CRISPR-guide RNA library.</a> Nat Biotech. 32 (3), 267-273 (2014).</li><li>Bassett, A. R., Kong, L., Liu, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Genome-Wide+CRISPR+Library+for+High-Throughput+Genetic+Screening+in+Drosophila+Cells.">A Genome-Wide CRISPR Library for High-Throughput Genetic Screening in Drosophila Cells.</a> J Genet Genomics. 42 (6), 301-309 (2015).</li><li>Diss, G., Ascencio, D., DeLuna, A., Landry, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+mechanisms+of+paralogous+compensation+and+the+robustness+of+cellular+networks.">Molecular mechanisms of paralogous compensation and the robustness of cellular networks.</a> J Exp Zool B Mol Dev Evol. 322 (7), 488-499 (2014).</li><li>Andersson-Rolf, A., Merenda, A., Mustata, R. C., Li, T., Dietmann, S., Koo, B. -. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+paralogue+knockout+using+a+CRISPR-concatemer+in+mouse+small+intestinal+organoids.">Simultaneous paralogue knockout using a CRISPR-concatemer in mouse small intestinal organoids.</a> Dev Biol. 420 (2), 1-7 (2016).</li><li>Ran, F. A., Hsu, P. P. D., Wright, J., Agarwala, V., Scott, D., Zhang, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome+engineering+using+the+CRISPR-Cas9+system.">Genome engineering using the CRISPR-Cas9 system.</a> Nat Protoc. 8 (11), 2281-2308 (2013).</li><li>Engler, C., Gruetzner, R., Kandzia, R., Marillonnet, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Golden+gate+shuffling:+A+one-pot+DNA+shuffling+method+based+on+type+IIs+restriction+enzymes.">Golden gate shuffling: A one-pot DNA shuffling method based on type IIs restriction enzymes.</a> PLoS ONE. 4 (5), (2009).</li><li>Sakuma, T., Nishikawa, A., Kume, S., Chayama, K., Yamamoto, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiplex+genome+engineering+in+human+cells+using+all-in-one+CRISPR/Cas9+vector+system.">Multiplex genome engineering in human cells using all-in-one CRISPR/Cas9 vector system.</a> Sci Rep. 4 (5), 5400 (2014).</li><li>Kabadi, A. M., Ousterout, D. G., Hilton, I. B., Gersbach, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiplex+CRISPR/Cas9-based+genome+engineering+from+a+single+lentiviral+vector.">Multiplex CRISPR/Cas9-based genome engineering from a single lentiviral vector.</a> Nucleic Acids Res. 42 (19), 1-11 (2014).</li><li>Yin, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiplex+Conditional+Mutagenesis+Using+Transgenic+Expression+of+Cas9+and+sgRNAs.">Multiplex Conditional Mutagenesis Using Transgenic Expression of Cas9 and sgRNAs.</a> Genetics. 200 (2), 431-441 (2015).</li><li>Cress, B. F., Toparlak, O. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CRISPathBrick:+Modular+Combinatorial+Assembly+of+Type+II-A+CRISPR+Arrays+for+dCas9-Mediated+Multiplex+Transcriptional+Repression+in+E.+coli.">CRISPathBrick: Modular Combinatorial Assembly of Type II-A CRISPR Arrays for dCas9-Mediated Multiplex Transcriptional Repression in E. coli.</a> ACS Synth Biol. 4 (9), 987-1000 (2015).</li><li>Froger, A., Hall, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transformation+of+plasmid+DNA+into+E.+coli+using+the+heat+shock+method.">Transformation of plasmid DNA into E. coli using the heat shock method.</a> J Vis Exp. (6), e253 (2007).</li><li>Zimmermann, J., Voss, H., Schwager, C., Stegemann, J., Ansorge, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+Sanger+dideoxy+sequencing+reaction+protocol.">Automated Sanger dideoxy sequencing reaction protocol.</a> FEBS Letters. 233 (2), 432-436 (1988).</li><li>Fujii, M., Matano, M., Nanki, K., Sato, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+genetic+engineering+of+human+intestinal+organoids+using+electroporation.">Efficient genetic engineering of human intestinal organoids using electroporation.</a> Nat. Protoc. 10 (10), 1474-1485 (2015).</li><li>Andersson-Rolf, A., Fink, J., Mustata, R. C., Koo, B. -. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+video+protocol+of+retroviral+infection+in+primary+intestinal+organoid+culture.">A video protocol of retroviral infection in primary intestinal organoid culture.</a> J Vis Exp. (90), e51765 (2014).</li></ol>

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok. Yazarlar, çıkar çatışması ilan etmedi.

Bu protokolde, CRISPR-concatemers üretmek için gerekli tüm adımları ve fare bağırsak organoitlerinde aynı anda birden fazla geni çürütmek için CRISPR-konkanteemleri uygulayacağız. Daha önce de belirtildiği gibi, bu strateji, hızı, yüksek verimliliği ve maliyet etkinliği gibi birçok avantaja sahiptir. Bütün prosedürü başarıyla yerine getirmek için, dikkate alınması gereken birkaç kritik husus vardır. Öncelikle, tüm gRNA oligolarının düzgün bir şekilde tavlanması ve fosforile edilmesi esastır; çünkü bunlar kendi başına çok etkili olan Bbs I klonlama reaksiyonunun başlangıç ​​materyalini temsil eder. İkincisi, organoidleri elektroporasyona tabi tuttuğunda, durum başına daha fazla hücre kullanılırsa, mümkün olan en fazla transfeksiyon etkinliği o kadar yüksek olur. Ek olarak, hücre ayrışmasının ardından küçük hücrelerin kümelenmeleri tek hücrelere üstün olduğu da önemlidir. Bununla birlikte, teknik prob ile karşılaşmak mümkündür.Klonlama veya transfeksiyon ilk kez denendiğinde lems; GRNA klonlaması sırasında sorunlar olması durumunda, gRNA oligo dizisini iki kez kontrol etmeniz ve doğruysa, kısıtlama sindirim taraması için ilave bakteri kolonileri seçmeniz önerilir. Transfeksiyon etkinliği ve hücre yaşayabilirliği elektroporasyondan düşükse, durum başına daha fazla hücre kullanarak protokolü tekrar etmeniz ve hücre ayrılma süresini 3 dakikaya düşürmeniz önerilir. CRISPR-konkantemlerin üretimi nispeten ucuz ve kolay olmasına rağmen, organoidlerde daha büyük çaplı genetik ekranlar yapmak, ölçek organik kültür ile ilişkili maliyetlerle ve emek yoğun doğasıyla sınırlı olmadığı için değil. Bu durumda, CRISPR-konkantem yönteminin HEK293 ve fare embriyonik kök hücreleri gibi hücre hatlarıyla da uyumlu olduğunu belirtmek gerekir. Hücresel sistem ne olursa olsun, bu durumun bir başka potansiyel dezavantajıÜç ya da dört farklı genin aynı anda nakavt edilmesini amaçlarken yönelime rastlanabilir. Örneğin, her bir gRNA&#39;nın farklı bir hedefleme etkinliği olacaktır ve aynı anda tüm genlere çarpma değişiklikleri nispeten düşük olabilir; Bu nedenle, aynı gene karşı birden fazla gRNA yönlendirmek için konsatemer sistemi kullanmanız önerilir. Benzer şekilde Golden Gate karıştırmaya dayanan alternatif stratejiler, çok katlı gRNA vektörlerini 7 , 8 üretmek için yıllar içinde önerildi. Bununla birlikte, yöntemimizde paralogları hedeflemek için gRNA kütüphaneleri üretmek için uygun hale getiren, tek bir retroviral vektöre doğrudan klonlamanın tek bir turunda birden fazla gRNA&#39;yı bir araya getirmek mümkündür. CRISPR-konsatremeri MSCV retroviral vektör omurgasında inşa edilmiştir. Böylece, gRNA konkanteri ihtiva eden retrovirüs, aşırı ifade eden kararlı hücre çizgileri üretmek için kullanılabilirRess gRNA&#39;ları. Bir Cas9-uyarılabilir sistemle kombine edildiğinde, sistemimiz kullanılarak uyarılabilir paralog knockouts gerçekleştirebilir. Özetle, burada bir adımda aynı vektöre dört farklı gRNA&#39;nın nasıl klonlanacağını ve bu stratejinin yüksek bir transfeksiyon etkinliği ile organoid kültürüne nasıl uygulandığını açıklıyoruz. Ayrıca, tüm prosedür boyunca başarı şansını en üst düzeye çıkarmak için yararlı öneriler sunuyoruz.

An erratum was issued for: <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/video/55916/a-protocol-for-multiple-gene-knockout-mouse-small-intestinal">A Protocol for Multiple Gene Knockout in Mouse Small Intestinal Organoids Using a CRISPR-concatemer</a>. There was a typo in step 3.3 of the Protocol.

Erratum: A Protocol for Multiple Gene Knockout in Mouse Small Intestinal Organoids Using a CRISPR-concatemer

Ters genetik yaklaşım, bir genin işlevini araştırmak için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Özellikle, bir genin parçalanmasının fenotipik değişikliklere neden olduğu fonksiyon kaybı çalışmaları, biyolojik süreçler konusundaki anlayışımızı oluşturmakta önemli bir rol oynamaktadır. CRISPR / Cas9 yöntemi, genom mühendisliği teknolojisindeki en son ilerlemeyi temsil eder ve mevcut hücre ve organizma genetik pratiğini geliştirmiştir. Cas9, gRNA&#39;ya komplementer spesifik bir DNA sekansına bağlanan ve bir çift telli kopuk (DSB) üreten bir RNA yönlendirmeli endonükleazdır. Bu DSB, homolog rekombinasyon için bir DNA şablonunun yokluğunda kesilen DNA iplikçiklerini hataya eğilimli, homolog olmayan bir uç birleştirme yoluyla yeniden bağlayacak olan DNA tamir makinelerini işe alıyor; bu da, nükleotid (ler) in eklenmesine veya silinmesine neden olabilir; FrameShift Mutasyonlarına Neden Olur 1 . CRISPR / Cas9 uygulamasının büyük kolaylığı ve çok yönlülüğüOach, bilinmeyen gen fonksiyonlarının çözülmesini amaçlayan genom ölçekli nakavt ekranları için oldukça cazip bir araç yaptı. 2 , 3 . Bununla birlikte, gereksiz işlevlere sahip birden çok paralog varsa, tek genli nakavt yaklaşımları sınırlı bir şekilde kullanılmaktadır. Bu nedenle, tek bir gen ablasyon çok az veya hiç fenotipik değişiklik 4&#39;te elde edilen paralogues mümkün dengeleme verilen gen fonksiyonunu belirlemek için yeterli olmayabilir. Bu nedenle, genetik kompozisyonun etkisinin üstesinden gelmek için farklı paralog genleri hedef alan birden çok gRNA vektörü göndererek paralogları paralel olarak ele geçirmek önemlidir. CRISPR / Cas9&#39;un paralog gen nakavtına kullanımını genişletmek için, son zamanlarda, dört önceden-tavlanmış gRNA&#39;yı tek bir retroviral vektör 5&#39;e klonlamak için hızlı, tek aşamalı bir klonlama yöntemi geliştirdik. CRISPR-konkantör adı verilen omurgaTekrarlayan gRNA ekspresyon kasetleri içeren bir MSCV retroviral plasmid üzerinde. Her bir kaset, tek bir tüpe 6&#39;da bir Golden Gate karıştırma reaksiyonu kullanılarak çıkıntılar eşleşen eşzamanlı olarak tavlanmış bir gRNA oligo ile değiştirilebilen Type IIS kısıtlama enzimi Bbs I&#39;in iki ters çevrilmiş tanıma bölgesi içerir. Bu klonlama yöntemi, Bbs I tarafından üretilen farklı çıkıntı diziliminden istifade ederek, birden fazla DNA fragmanının eşzamanlı olarak bir araya getirilmesine olanak sağlayan, sindirim ve ligasyonun tekrar eden döngülerinden oluşur. Bu enzimin eşsizliği, örneğin, tanımanın dışında asimetrik kesikler yapma kabiliyetidir sıra; Bu nedenle, her kaset, Bbs I çekirdeği alanını çevreleyen özel çıkıntılar ile farklı bir diziye sahip olabilir ve bu şekilde, her bir gRNA, konsatemer vektörünün belirli bir konumunda ve yönünde klonlanabilir. Prensip belgesi olarak, bu stratejininFare elektroporasyon 5 bir tur ile eş zamanlı olarak, Wnt yolunun paralog negatif regülatörleri iki çift bozarak bağırsak organoids. Son birkaç yılda pek çok başka grup, insan hücre çizgileri 8 , 9 , zebra balığı 10 ve Escherichia coli gibi çeşitli model sistemlerinde çoklu gen nakavtını başarmak için Golden Gate karıştırma 7 kullanılarak oluşturulan çoklu gRNA ekspresyon vektörlerine dayanan benzer stratejiler geliştirdi. 11 . Protokollerinde, gRNA&#39;lar önce bireysel ara vektörlere klonlanır ve daha sonra bir araya getirilerek nihai bir ürün haline getirilir. Buna karşılık, CRISPR-concatemer stratejimizin en önemli avantajı, tek bir Bbs I karıştırma, klonlama basamağının kolaylığıdır. Diğer gRNA konkantemleri gibi, yöntemimiz de dört&#39;e kadar eşzamanlı nakavt yapılmasını mümkün kılarFarklı genler veya birden fazla gRNA ile bir veya iki genin hedeflenmesini takiben artmış CRISPR nakavt etkinliği ( Şekil 1 ). Bu protokolde, gRNA tasarımından Golden Gate reaksiyonuna kadar başarılı bir klonlamanın onaylanması için, CRISPR-konkantem vektörlerinin oluşumundaki her adımı ayrıntılı olarak açıklıyoruz. Ayrıca, elektroporasyon ve daha sonra büyüme faktörü geri çekme deneyleriyle, fare küçük bağırsak organoitlerine CRISPR-konkantemlerin transfeksiyonu için son derece verimli bir protokol sunuyoruz.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="976">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">Optimized CRISPR Design Tool</td>
			<td style="width:183px;">Feng Zhang group</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:395px;">CRISPR gRNA design tool; http://crispr.mit.edu/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">Webcutter 2.0</td>
			<td style="width:183px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>restriction mapping tool; http://rna.lundberg.gu.se/cutter2/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">T4 PNK (Polynucleotide Kinase)</td>
			<td style="width:183px;">New England Biolabs</td>
			<td style="width:119px;">M0201L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">T4 DNA ligase buffer</td>
			<td style="width:183px;">New England Biolabs</td>
			<td style="width:119px;">M0202S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">T7 DNA Ligase</td>
			<td style="width:183px;">New England Biolabs</td>
			<td style="width:119px;">M0318L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">DTT (dithiothreitol)</td>
			<td style="width:183px;">Promega</td>
			<td style="width:119px;">P1171</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">ATP (adenosine triphosphate)</td>
			<td style="width:183px;">New England Biolabs</td>
			<td style="width:119px;">P0756S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">FastDigest BbsI (BpiI)</td>
			<td style="width:183px;">Thermo Fisher</td>
			<td style="width:119px;">FD1014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:281px;">Tango buffer (BSA-containing restriction enzyme buffer)</td>
			<td style="width:183px;">Thermo Fisher</td>
			<td style="width:119px;">BY5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">BglII</td>
			<td style="width:183px;">New England Biolabs</td>
			<td style="width:119px;">R0144</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">EcoRI</td>
			<td style="width:183px;">New England Biolabs</td>
			<td style="width:119px;">R0101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">Plasmid-safe exonuclease</td>
			<td style="width:183px;">Cambio</td>
			<td style="width:119px;">E3101K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">Thermal cycler</td>
			<td style="width:183px;">Applied biosystems</td>
			<td style="width:119px;">4359659</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">10G competent E. coli bacteria</td>
			<td style="width:183px;">Cambridge Bioscience</td>
			<td style="width:119px;">60108-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">Plasmid mini kit</td>
			<td style="width:183px;">Qiagen</td>
			<td style="width:119px;">12125</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">Table top microcentrifuge</td>
			<td style="width:183px;">Eppendorf</td>
			<td style="width:119px;">UY-02580-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">Inoculating loops</td>
			<td style="width:183px;">Microspec</td>
			<td style="width:119px;">PLS5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">Bacteria incubator</td>
			<td style="width:183px;">Sanyo</td>
			<td style="width:119px;">MIR-262</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">Luria-Bertani broth (LB)</td>
			<td style="width:183px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">L3522</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">Agarose</td>
			<td style="width:183px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">A4718</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">Agarose gel electrophoresis apparatus</td>
			<td style="width:183px;">Bioneer</td>
			<td style="width:119px;">A-7020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:281px;">Advanced DMEM/F12(cell culture medium)</td>
			<td style="width:183px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:119px;">12634-034</td>
			<td style="width:395px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:281px;">Glutamax (L-Glutamine) 100x</td>
			<td style="width:183px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:119px;">35050-068</td>
			<td style="width:395px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:281px;">HEPES 1 M (buffering agent)</td>
			<td style="width:183px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:119px;">15630-056</td>
			<td style="width:395px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:281px;">Penicillin-streptomycin 100x</td>
			<td style="width:183px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:119px;">15140-122</td>
			<td style="width:395px;"></td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:281px;">B27 supplement (Neuronal cell serum-free supplement) 50x</td>
			<td style="width:183px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:119px;">17504-044</td>
			<td style="width:395px;"></td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:281px;">N2 supplement (Neuronal cell serum-free supplement) 100x</td>
			<td style="width:183px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:119px;">17502-048</td>
			<td style="width:395px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:281px;">n-Acetylcysteine 500 mM</td>
			<td style="width:183px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">A9165-5G</td>
			<td style="width:395px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:281px;">Mouse EGF 500 &#181;g/mL</td>
			<td style="width:183px;">Invitrogen Biosource</td>
			<td style="width:119px;">PMG8043</td>
			<td style="width:395px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:281px;">Mouse Noggin 100 &#181;g/mL</td>
			<td style="width:183px;">Peprotech</td>
			<td style="width:119px;">250-38</td>
			<td style="width:395px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:281px;">Nicotinamide 1 M</td>
			<td style="width:183px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">N0636</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:281px;">R-Spondin conditioned medium</td>
			<td style="width:183px;">n.a.</td>
			<td style="width:119px;">n.a.</td>
			<td style="width:395px;">Produced in house from HEK293 cells, for details see Sato and Clevers 2013</td>
		</tr>
		<tr height="69">
			<td height="69" style="height:70px;width:281px;">Wnt conditioned medium</td>
			<td style="width:183px;">n.a.</td>
			<td style="width:119px;">n.a.</td>
			<td style="width:395px;">Produced in house from HEK293 cells, for details see Sato and Clevers 2013</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:281px;">Y-27632 10 &#181;M</td>
			<td style="width:183px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Y0503-1MG</td>
			<td style="width:395px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">Standard BD Matrigel matrix</td>
			<td style="width:183px;">BD Biosciences</td>
			<td style="width:119px;">356231</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">48-well Plate</td>
			<td style="width:183px;">Greiner Bio One</td>
			<td style="width:119px;">677980</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:281px;">CHIR99021</td>
			<td style="width:183px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">A3734-1MG</td>
			<td style="width:395px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">IWP-2</td>
			<td style="width:183px;">Cell Guidance Systems</td>
			<td style="width:119px;">SM39-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">TrypLE (recombinant protease)</td>
			<td style="width:183px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:119px;">12605-010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">Opti-MEM (reduced serum medium )</td>
			<td style="width:183px;">Life technologies</td>
			<td style="width:119px;">51985-034</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">Electroporation Cuvettes 2mm gap</td>
			<td style="width:183px;">NepaGene</td>
			<td style="width:119px;">EC-002S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">Low binding 15 mL tubes</td>
			<td style="width:183px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">CLS430791</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">B&#252;rker&#8217;s chamber</td>
			<td style="width:183px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">BR719520-1EA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">NEPA21 Super Electroporator</td>
			<td style="width:183px;">NepaGene</td>
			<td style="width:119px;">contact supplier</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">Protein LoBind tubes low binding</td>
			<td style="width:183px;">Thermo Fisher</td>
			<td style="width:119px;">10708704</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">BTXpress electroporation buffer</td>
			<td style="width:183px;">Harvard Apparatus</td>
			<td style="width:119px;">45-0805</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:281px;">DMSO (Dimethyl sulfoxide)</td>
			<td style="width:183px;">AppliChem</td>
			<td style="width:119px;">A3672</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a protocol for multiple gene knockout in mouse small intestinal organoids using a crispr-concatemer

CRISPR / Cas9 teknolojisi, gen fonksiyonunu anlamada gerekli olan fonksiyon kaybı çalışmalarının fizibilitesini ve hızını büyük ölçüde geliştirmiştir. Yüksek ökaryotlarda, paralog genler, bir genin kaybını telafi ederek potansiyel bir fenotipi maskeleyebilir ve böylece, tek gen nakavtına dayanan genetik araştırmalardan elde edilebilecek bilgileri sınırlayabilir. Fare küçük bağırsak organoitlerinde tek bir transfeksiyon sonrasında çoklu gen nakavtları yaratmak için kılavuz RNA (gRNA) konsatemeri için yeni ve hızlı bir klonlama yöntemi geliştirdik. Stratejimiz, tavlanmış gRNA oligoları ve önceden tasarlanmış bir retroviral vektör ile tek bir Golden Gate karıştırma reaksiyonu gerçekleştirerek, dört tekil gRNA&#39;yı tek bir vektöre konsatemerleştirebilmenizi sağlar. Bu, dört farklı genin aynı anda nakavmesine ya da bir genin birden fazla gRNA tarafından hedeflenmesini takiben arttırılmış nakavt etkinliğine izin verir. Bu protokolde, ayrıntılı olarak gösteriyoruzÇok sayıda gRNA&#39;yı retroviral CRISPR-konkanteemer vektörüne verimli bir şekilde nasıl klonlayabilir ve bağırsak organoidlerinde yüksek verimli elektroporasyon nasıl elde edilir. Örnek olarak, Wnt sinyal yolağının (Axin1 / 2 ve Rnf43 / Znrf3) negatif regülatörlerini kodlayan iki çift genin aynı anda nakavt edilmesinin bağırsak organoidlerini temel büyüme faktörlerinin geri çekilmesine karşı dirençli hale getirdiğini gösteriyoruz.

Konsatemer vektöründe doğru sayıda gRNA eklentisinin varlığını teyit etmek için, tüm gRNA ifade kasetlerini çevreleyen enzimler ( EcoR I + Bgl II) ile kısıtlama sindirimi yapılır (her kaset boyutu ~ 400 bp, Şekil 1 ). Örneğin, 4 gRNA-konsatimer vektör üretirken agaroz jelinde alt grubun beklenen boyutu yaklaşık 1.6 Kbp&#39;dir; Bundan daha düşük herhangi bir bant, 4 gRNA kasetinin tamamının vektöre eklenmediğini gösterir ( Şekil 2A ). Buna ek olarak, her zaman Bbs I tanıma bölgelerinin kaybolduğunu ve enzimin vektörü kesmediğini kontrol etmesi önerilir ( Şekil 2B ). Yapılar teyit edildikten sonra optima elde etmek için elektroporasyon ile fare intestinal organoidlerine verilebilirler.L seviyelerinde transfeksiyon etkinliği (% 70&#39;e kadar), GFP kontrolü ( Şekil 3 ) ile gösterilmiştir. Son olarak, bu stratejinin etkinliğini işlevsel olarak test etmek için Cas9 ile transfekte edilen bağırsak organoidleri ve Axin1 / 2 ve Rnf43 / Znrf3&#39;e karşı konektör vektörleri, EN (R-spondin geri çekilmesi) ve EN + IWP2 (R-spondin ve Wnt geri çekilmesi, IWP2 : Porcupin inhibitörü, 2.5 uM) en az 3 pasaj ( Şekil 4 ) için ortam. Transfekte edilmemiş WT organoitleri her iki koşulda da ölürken, Axin1 / 2 nakavt organoidleri hem Wnt yolağının aşağı aktivasyonu nedeniyle hayatta kalmışlardır; Buna ek olarak, Rnf43 / Znrf3 mutant organoitleri R-spondin yokluğunda hayatta kalırlar ancak yol açan Wnt&#39;in tükenmesine neden olan IWP2 varlığında hayatta kalamazlar. Birlikte ele alındığında, bu gözlemler, bu paralog çiftlerinin nakavt edilmesinin,Organoid fenotipini bekledi. Bu sonuçların ayrıntıları Gelişimsel Biyoloji 5&#39;de yayınlanmıştır. <img alt="Şekil 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55916/55916fig1.jpg" /> Şekil 1: CRISPR-concatemer&#39;in 4 Kaset ile Şematik Olarak Gösterilmesi. Her bir 400 bp&#39;lik kaset ile bir U6 yükseltici, iki ters çevrilmiş Bbs I bölgesi (aynı zamanda BB olarak gösterilir) ve bu sırayla gRNA iskelesi bulunan 4 gRNA-konsatimer vektörünün şeması. Karıştırma reaksiyonu sırasında, Bbs I bölgeleri, çıkıntılar eşleşen gRNA fragmanları ile değiştirilir ve sonuç olarak kaybedilir. GRNA oligolarının doğru eklenmesini kontrol etmek için sıralama primerlerinin bağlanma yerleri mavi oklarla gösterilir. Fwd = ileri primer, Rev = ters primer, Link 1/2/3 = linker bölgeleri 1/2/3. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55916/55916fig1large.jpg" target="_blank">Lütfen c</a>Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için yalamak. <img alt="şekil 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55916/55916fig2.jpg" /> Şekil 2: Concetemer Vektörlerinin Temsilci Sindirim Modelleri. ( A ) EcoR I ve Bgl II ile 3 ve 4 gRNA-konsatema vektörlerinin çift sindirimi. Doğru sindirim modeli yeşil bir işaret ile işaretlenirken, yalnızca 1 veya 2 gRNA eklemeli vektörler kırmızı bir çaprazla işaretlenir. Şerit 1, pozitif kontrol olarak kullanılan (&quot;+&quot; ile işaretlenmiş) bir 4 gRNA-konsatEMer ebeveyn vektörünün sindirimini gösterir; Benzer şekilde, şerit 5, &quot;+&quot; ile işaretlenmiş bir 3 gRNA-konstemer ebeveyn vektörünün sindirimini gösterir. ( B ) Bbs I ile sindirim, sindirilmemiş concatemer vektörlerinin doğru boyutunu (yeşil kenarlar ile gösterilir) gösteren. Bbs I bölgelerini kaybetmiş bir gRNA içeren konsatemer vektörün sindirimi pozitif bir kontrol olarak kullanılır veD &quot;+&quot; ile işaretlenmiştir. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55916/55916fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55916/55916fig3.jpg" /> Şekil 3: Başarılı Elektroporasyona Bağlı Bağırsak Organoitlerinin Temsili Görüntüsü. Transfeksiyon etkinliğini değerlendirmek için bir GFP plazmidinin transfeksiyonu yararlıdır. Elektroporasyondan yaklaşık 24 saat sonra, az sayıda hücre içeren organoidler zaten görülebilir ve elektroporasyon prosedürü başarılı olursa,% 70&#39;e kadar yeşil flüoresan görüntülenir. BF = parlak alan, GFP = yeşil floresan proteini. Ölçek çubuğu = 2.000 μm. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55916/55916fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.</a> Şekil 4: Mutant Bağırsak Organoitlerinin Temsilci Görüntüleri. Wnt yolağı Axin1 ve Rnf43&#39;in negatif düzenleyicilerinin nakavtları, paraloglarıyla birlikte, bağırsak organoidlerini büyüme faktörü yoksunluğuna dirençli kılar. Özellikle Axin1 / 2 nakavt organoidleri (Axin1 / 2 KO) R-spondin (EN: EGF + Noggin) ve Wnt (EN + IWP2: EN + Porcupin inhibitörü) yokluğunda büyüyebilirken Rnf43 / Znrf3 mutant organoidleri (R &amp; Z KO), ancak R-spondin (EN) yokluğunda hayatta kalabilir. Buna karşılık, WT organoitler sadece kontrol kültürü durumunda, WENR + Nic (Wnt + EGF + Noggin + R-spondin + Nikotinamid) hayatta kalabilirler. Ölçek çubukları = 1,000 μm. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55916/55916fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-Sayfa = &quot;1&quot; fo: keep-with-next.within-sayfa = &quot;her zaman&quot;&gt; <tbody><tr><td> Bazal orta </td><td></td><td> Yorumlar </td></tr><tr><td> 4 ° C&#39;de 4 hafta süreyle saklayın </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Hücre kültürü ortamı </td><td> 500 mL </td><td> Malzeme tablosuna bakınız </td></tr><tr><td> L-Glutamin 100x </td><td> 5 mL </td><td></td></tr><tr><td> Tamponlayıcı madde 1 M </td><td> 5 mL </td><td> Malzeme tablosuna bakınız </td></tr><tr><td> Penisilin Streptomisin 100x </td><td> 5 mL </td><td></td></tr><tr><td> WENR + Nic (Wnt + EGF + Noggin + R-spondin + Nikotinamid) </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 2 hafta boyunca 4 ° C&#39;de saklayın </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Bazal orta </td><td> 50 mL&#39;ye kadar </td><td></td></tr><tr><td> Nöronal hücre serumundan arındırılmış ek madde (50x) </td><td> 1 mL </td><td> Ma tablosuna bakedilen malzemelerden </td></tr><tr><td> Nöronal hücre serumundan arındırılmış ek madde (100x) </td><td> 500 uL </td><td> Malzeme tablosuna bakınız </td></tr><tr><td> N-Asetilsistein (500 mM) </td><td> 125 uL </td><td></td></tr><tr><td> Fare EGF (100 ug / mL) </td><td> 25 uL </td><td></td></tr><tr><td> Fare Noggin (100 ug / mL) </td><td> 50 uL </td><td></td></tr><tr><td> R-Spondin klimalı ortam </td><td> 5 mL </td><td></td></tr><tr><td> Wnt3a klimalı ortam </td><td> 25 mL </td><td></td></tr><tr><td> Nikotinamid (1 M) </td><td> 250 uL </td><td></td></tr><tr><td> EN + KİRAZ + Y-27632 (EGF + Noggin + CHIR + Y-27632) </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 2 hafta boyunca 4 ° C&#39;de saklayın </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Penisilin Streptomisin içermeyen bazal ortam </td><td> 20 mL&#39;ye kadar </td><td></td></tr><tr><td>Nöronal hücre serumundan arındırılmış ek madde (50x) </td><td> 400 μL </td><td> Malzeme tablosuna bakınız </td></tr><tr><td> Nöronal hücre serumundan arındırılmış ek madde (100x) </td><td> 200 uL </td><td> Malzeme tablosuna bakınız </td></tr><tr><td> N-Asetilsistein (500 mM) </td><td> 50 uL </td><td></td></tr><tr><td> Fare EGF (100 ug / mL) </td><td> 10 uL </td><td></td></tr><tr><td> Fare Noggin (100 ug / mL) </td><td> 20 uL </td><td></td></tr><tr><td> Y-27632 (10 uM) </td><td> 20 uL </td><td></td></tr><tr><td> CHIR99021 (8 uM) </td><td> 10 uL </td><td></td></tr><tr><td> EN (EGF + Noggin) </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 4 ° C&#39;de 4 hafta süreyle saklayın </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Bazal orta </td><td> 50 mL&#39;ye kadar </td><td></td></tr><tr><td> Nöronal hücre serumundan arındırılmış ek madde (50x) </td><td&gt; 1 mL </td><td> Bkz. Malzeme Tablosu </td></tr><tr><td> Nöronal hücre serumundan arındırılmış ek madde (100x) </td><td> 500 uL </td><td> Bkz. Malzeme Tablosu </td></tr><tr><td> N-Asetilsistein (500 mM) </td><td> 125 uL </td><td></td></tr><tr><td> Fare EGF (100 ug / mL) </td><td> 25 uL </td><td></td></tr><tr><td> Fare Noggin (100 ug / mL) </td><td> 50 uL </td><td></td></tr></tbody></table> Tablo 2: Organoid Medya Bileşimi.

Watch this Scientific Journal Video about A Protocol for Multiple Gene Knockout in Mouse Small Intestinal Organoids Using a CRISPR-concatemer at JoVE.com

A Protocol for Multiple Gene Knockout in Mouse Small Intestinal Organoids Using a CRISPR-concatemer

Bu protokol, CRISPR / Cas9 teknolojisini kullanarak çoklu gen nakavtları yaratmada özel olarak kullanılan bir kılavuz RNA konformemer vektörüne birden fazla tekli kılavuz RNA&#39;yı klonlamak için gereken aşamaları açıklar. Bağırsak organoitlerinde çift nakavt üretimi bu yöntemin olası bir uygulaması olarak gösterilmiştir.

Bir CRISPR-konkantör kullanarak Fare Küçük Bağırsak Organoidleri Üzerinde Birden Fazla Gen Kıyamet Protokolü

CRISPR/Cas9 technology has greatly improved the feasibility and speed of loss-of-function studies that are essential in understanding gene function. In ...

a-protocol-for-multiple-gene-knockout-mouse-small-intestinal

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Bioengineering

17.9K Görüntüleme.  University of Cambridge.  Bu protokol, CRISPR / Cas9 teknolojisini kullanarak çoklu gen nakavtları yaratmada özel olarak kullanılan bir kılavuz RNA konformemer vektörüne birden fazla tekli kılavuz RNA'yı klonlamak için gereken aşamaları açıklar. Bağırsak organoitlerinde çift nakavt üretimi bu yöntemin olası bir uygulaması olarak gösterilmiştir. 

Video: A Protocol for Multiple Gene Knockout in Mouse Small Intestinal Organoids Using a CRISPR-concatemer

Fabrication of Electrochemical-DNA Biosensors for the Reagentless Detection of Nucleic Acids, Proteins and Small Molecules

As medicine is currently practiced, doctors send specimens to a central laboratory for testing and thus must wait hours or days to 
receive the results. Many patients would be better served by rapid, bedside tests. To this end our laboratory and others have developed a versatile, reagentless 
biosensor platform that supports the quantitative, reagentless, electrochemical detection of nucleic acids (DNA, RNA), proteins (including antibodies) and small 
molecules analytes directly in unprocessed clinical and environmental samples. In this video, we demonstrate the preparation and use of several biosensors in this 
"E-DNA" class. In particular, we fabricate and demonstrate sensors for the detection of a target DNA sequence in a polymerase chain reaction mixture, an HIV-specific antibody and the drug cocaine. The preparation procedure requires only three hours of hands-on effort followed by an overnight incubation, and their use requires only minutes.

"E-DNA" sensors, reagentless, electrochemical biosensors that perform well even when challenged directly in blood and other complex matrices, have been adapted to the detection of a wide range of nucleic acid, protein and small molecule analytes. Here we present a general procedure for the fabrication and use of such sensors.

Nükleik Asitler, Proteinler ve Küçük Moleküller Reagentless Algılama Elektrokimyasal DNA Biyosensörler Fabrikasyon

As medicine is currently practiced, doctors send specimens to a central laboratory for testing and thus must wait hours or days to 
receive the results. ...

Biyomühendislik

Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1 While microcontact printing can be employed to directly print a large number of molecules, including proteins,2 DNA,3 and silanes,4 the formation of self-assembled monolayers (SAMs) from long chain alkane thiols on gold provides a simple way to confine proteins and cells to specific patterns containing adhesive and resistant regions. This confinement can be used to control cell morphology and is useful for examining a variety of questions in protein and cell biology. Here, we describe a general method for the creation of well-defined protein patterns for cellular studies.5 This process involves three steps: the production of a patterned master using photolithography, the creation of a PDMS stamp, and microcontact printing of a gold-coated substrate. Once patterned, these cell culture substrates are capable of confining proteins and/or cells (primary cells or cell lines) to the pattern.
The use of self-assembled monolayer chemistry allows for precise control over the patterned protein/cell adhesive regions and non-adhesive regions; this cannot be achieved using direct protein stamping. Hexadecanethiol, the long chain alkane thiol used in the microcontact printing step, produces a hydrophobic surface that readily adsorbs protein from solution. The glycol-terminated thiol, used for backfilling the non-printed regions of the substrate, creates a monolayer that is resistant to protein adsorption and therefore cell growth.6 These thiol monomers produce highly structured monolayers that precisely define regions of the substrate that can support protein adsorption and cell growth. As a result, these substrates are useful for a wide variety of applications from the study of intercellular behavior7 to the creation of microelectronics.8
While other types of monolayer chemistry have been used for cell culture studies, including work from our group using trichlorosilanes to create patterns directly on glass substrates,9 patterned monolayers formed from alkane thiols on gold are straight-forward to prepare. Moreover, the monomers used for monolayer preparation are commercially available, stable, and do not require storage or handling under inert atmosphere. Patterned substrates prepared from alkane thiols can also be recycled and reused several times, maintaining cell confinement.10

Self-assembled monolayers (SAMs) formed from long chain alkane thiols on gold provide well-defined substrates for the formation of protein patterns and cell confinement. Microcontact printing of hexadecanethiol using a polydimethylsiloxane (PDMS) stamp followed by backfilling with a glycol-terminated alkane thiol monomer produces a pattern where protein and cells adsorb only to the stamped hexadecanethiol region.

Protein ve hücre Etrafının İki Boyutlu Desenli Yüzeyler Oluşturma

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1  While microcontact printing ...

Cellular Lipid Extraction for Targeted Stable Isotope Dilution Liquid Chromatography-Mass Spectrometry Analysis

The metabolism of fatty acids, such as arachidonic acid (AA) and linoleic acid (LA), results in the formation of oxidized bioactive lipids, including numerous stereoisomers1,2. These metabolites can be formed from free or esterified fatty acids. Many of these oxidized metabolites have biological activity and have been implicated in various diseases including cardiovascular and neurodegenerative diseases, asthma, and cancer3-7. Oxidized bioactive lipids can be formed enzymatically or by reactive oxygen species (ROS). Enzymes that metabolize fatty acids include cyclooxygenase (COX), lipoxygenase (LO), and cytochromes P450 (CYPs)1,8. Enzymatic metabolism results in enantioselective formation whereas ROS oxidation results in the racemic formation of products.
While this protocol focuses primarily on the analysis of AA- and some LA-derived bioactive metabolites; it could be easily applied to metabolites of other fatty acids. Bioactive lipids are extracted from cell lysate or media using liquid-liquid (l-l) extraction. At the beginning of the l-l extraction process, stable isotope internal standards are added to account for errors during sample preparation. Stable isotope dilution (SID) also accounts for any differences, such as ion suppression, that metabolites may experience during the mass spectrometry (MS) analysis9. After the extraction, derivatization with an electron capture (EC) reagent, pentafluorylbenzyl bromide (PFB) is employed to increase detection sensitivity10,11. Multiple reaction monitoring (MRM) is used to increase the selectivity of the MS analysis. Before MS analysis, lipids are separated using chiral normal phase high performance liquid chromatography (HPLC). The HPLC conditions are optimized to separate the enantiomers and various stereoisomers of the monitored lipids12. This specific LC-MS method monitors prostaglandins (PGs), isoprostanes (isoPs), hydroxyeicosatetraenoic acids (HETEs), hydroxyoctadecadienoic acids (HODEs), oxoeicosatetraenoic acids (oxoETEs) and oxooctadecadienoic acids (oxoODEs); however, the HPLC and MS parameters can be optimized to include any fatty acid metabolites13.
Most of the currently available bioanalytical methods do not take into account the separate quantification of enantiomers. This is extremely important when trying to deduce whether or not the metabolites were formed enzymatically or by ROS. Additionally, the ratios of the enantiomers may provide evidence for a specific enzymatic pathway of formation. The use of SID allows for accurate quantification of metabolites and accounts for any sample loss during preparation as well as the differences experienced during ionization. Using the PFB electron capture reagent increases the sensitivity of detection by two orders of magnitude over conventional APCI methods. Overall, this method, SID-LC-EC-atmospheric pressure chemical ionization APCI-MRM/MS, is one of the most sensitive, selective, and accurate methods of quantification for bioactive lipids.

This protocol will demonstrate the extraction and analysis of free and esterified bioactive fatty acids from cells. Fatty acids are accurately quantified using stable isotope dilution, chiral liquid chromatography, electron capture atmospheric chemical ionization multiple reaction monitoring mass spectrometry (SID-LC-ECAPCI-MRM/MS).

Hücresel Lipid Ekstraksiyon Hedefli Kararlı İzotop Seyreltme Sıvı Kromatografi-Kütle Spektrometresi Analizi

The metabolism of fatty acids, such as arachidonic acid (AA) and linoleic acid (LA), results in the formation of oxidized bioactive lipids, including ...

A Microfluidic Device for Studying Multiple Distinct Strains

The study of cell responses to environmental changes poses many experimental challenges: cells need to be imaged under changing conditions, often in a comparative manner. Multiwell plates are routinely used to compare many different strains or cell lines, but allow limited control over the environment dynamics. Microfluidic devices, on the other hand, allow exquisite dynamic control over the surrounding conditions, but it is challenging to image and distinguish more than a few strains in them. Here we describe a method to easily and rapidly manufacture a microfluidic device capable of applying dynamically changing conditions to multiple distinct yeast strains in one channel. The device is designed and manufactured by simple means without the need for soft lithography. It is composed of a Y-shaped flow channel attached to a second layer harboring microwells. The strains are placed in separate microwells, and imaged under the exact same dynamic conditions. We demonstrate the use of the device for measuring protein localization responses to pulses of nutrient changes in different yeast strains.

We present a simple method to produce microfluidic devices capable of applying similar dynamic conditions to multiple distinct strains, without the need for a clean room or soft lithography.

Birden Farklı Suşlarının incelenmesi için bir mikroakışkan Cihazı

The study of cell responses to environmental changes poses many experimental challenges: cells need to be imaged under changing conditions, often in a ...

Using Tomoauto: A Protocol for High-throughput Automated Cryo-electron Tomography

Cryo-electron tomography (Cryo-ET) is a powerful three-dimensional (3-D) imaging technique for visualizing macromolecular complexes in their native context at a molecular level. The technique involves initially preserving the sample in its native state by rapidly freezing the specimen in vitreous ice, then collecting a series of micrographs from different angles at high magnification, and finally computationally reconstructing a 3-D density map. The frozen-hydrated specimen is extremely sensitive to the electron beam and so micrographs are collected at very low electron doses to limit the radiation damage. As a result, the raw cryo-tomogram has a very low signal to noise ratio characterized by an intrinsically noisy image. To better visualize subjects of interest, conventional imaging analysis and sub-tomogram averaging in which sub-tomograms of the subject are extracted from the initial tomogram and aligned and averaged are utilized to improve both contrast and resolution. Large datasets of tilt-series are essential to understanding and resolving the complexes at different states, conditions, or mutations as well as obtaining a large enough collection of sub-tomograms for averaging and classification. Collecting and processing this data can be a major obstacle preventing further analysis. Here we describe a high-throughput cryo-ET protocol based on a computer-controlled 300kV cryo-electron microscope, a direct detection device (DDD) camera and a highly effective, semi-automated image-processing pipeline software wrapper library tomoauto developed in-house. This protocol has been effectively utilized to visualize the intact type III secretion system (T3SS) in Shigella flexneri minicells. It can be applicable to any project suitable for cryo-ET.

We present a protocol on how to utilize high-throughput cryo-electron tomography to determine high resolution in situ structures of molecular machines. The protocol permits large amounts of data to be processed, avoids common bottlenecks and reduces resource downtime, allowing the user to focus on important biological questions.

Tomoauto kullanma: Bir Protokol Yüksek verim Otomatik Cryo-elektron Tomografi için

Cryo-electron tomography (Cryo-ET) is a powerful three-dimensional (3-D) imaging technique for visualizing macromolecular complexes in their native ...

Real Time Monitoring of Intracellular Bile Acid Dynamics Using a Genetically Encoded FRET-based Bile Acid Sensor

F&#246;rster Resonance Energy Transfer (FRET) has become a powerful tool for monitoring protein folding, interaction and localization in single cells. Biosensors relying on the principle of FRET have enabled real-time visualization of subcellular signaling events in live cells with high temporal and spatial resolution. Here, we describe the application of a genetically encoded Bile Acid Sensor (BAS) that consists of two fluorophores fused to the farnesoid X receptor ligand binding domain (FXR-LBD), thereby forming a bile acid sensor that can be activated by a large number of bile acids species and other (synthetic) FXR ligands. This sensor can be targeted to different cellular compartments including the nucleus (NucleoBAS) and cytosol (CytoBAS) to measure bile acid concentrations locally. It allows rapid and simple quantitation of cellular bile acid influx, efflux and subcellular distribution of endogenous bile acids without the need for labeling with fluorescent tags or radionuclei. Furthermore, the BAS FRET sensors can be useful for monitoring FXR ligand binding. Finally, we show that this FRET biosensor can be combined with imaging of other spectrally distinct fluorophores. This allows for combined analysis of intracellular bile acid dynamics and i) localization and/or abundance of proteins of interest, or ii) intracellular signaling in a single cell.

We provide a detailed protocol to study bile acid dynamics in living cells using a genetically encoded BAS FRET sensor. This Bile Acid Sensor represents a unique tool to study (regulation of) bile acid transport and FXR activation in a wide range of cell types.

Genetik olarak kodlanmış FRET tabanlı Safra Asit Sensor Kullanımı Hücre içi Safra Asit Dynamics Gerçek Zamanlı İzleme

F&#246;rster Resonance Energy Transfer (FRET) has become a powerful tool for monitoring protein folding, interaction and localization in single cells. ...

A Protocol for Decellularizing Mouse Cochleae for Inner Ear Tissue Engineering

In mammals, mechanosensory hair cells that facilitate hearing lack the ability to regenerate, which has limited treatments for hearing loss. Current regenerative medicine strategies have focused on transplanting stem cells or genetic manipulation of surrounding support cells in the inner ear to encourage replacement of damaged stem cells to correct hearing loss. Yet, the extracellular matrix (ECM) may play a vital role in inducing and maintaining function of hair cells, and has not been well investigated. Using the cochlear ECM as a scaffold to grow adult stem cells may provide unique insights into how the composition and architecture of the extracellular environment aids cells in sustaining hearing function. Here we present a method for isolating and decellularizing cochleae from mice to use as scaffolds accepting perfused adult stem cells. In the current protocol, cochleae are isolated from euthanized mice, decellularized, and decalcified. Afterward, human Wharton&#39;s jelly cells (hWJCs) that were isolated from the umbilical cord were carefully perfused into each cochlea. The cochleae were used as bioreactors, and cells were cultured for 30 days before undergoing processing for analysis. Decellularized cochleae retained identifiable extracellular structures, but did not reveal the presence of cells or noticeable fragments of DNA. Cells perfused into the cochlea invaded most of the interior and exterior of the cochlea and grew without incident over a duration of 30 days. Thus, the current method can be used to study how cochlear ECM affects cell development and behavior.

The goal of this protocol is to demonstrate an effective method to decellularize and decalcify mouse cochleae for utilization as scaffolds for tissue engineering applications.

Fare Cochleae iç kulak doku mühendisliği için Decellularizing için bir iletişim kuralı

In mammals, mechanosensory hair cells that facilitate hearing lack the ability to regenerate, which has limited treatments for hearing loss. Current ...

Visual Detection of Multiple Nucleic Acids in a Capillary Array

Multi-target, short time, and resource-affordable methodologies for the detection of multiple nucleic acids in a single, easy to operate test are urgently needed in disease diagnosis, microbial monitoring, genetically modified organism (GMO) detection, and forensic analysis. We have previously described the platform called CALM (Capillary Array-based Loop-mediated isothermal amplification for Multiplex visual detection of nucleic acids). Herein, we describe improved fabrication and performance processes for this platform. Here, we apply a small, ready-to-use cassette assembled by capillary array for multiplex visual detection of nucleic acids. The capillary array is pre-treated into a hydrophobic and hydrophilic pattern before fixing loop-mediated isothermal amplification (LAMP) primer sets in capillaries. After assembly of the loading adaptor, LAMP reaction mixture is loaded and isolated into each capillary, due to capillary force by a single pipetting step. The LAMP reactions are performed in parallel in the capillaries. The results are visually read out by illumination with a hand-held UV flashlight. Using this platform, we demonstrate monitoring of 8 frequently appearing elements and genes in GMO samples with high specificity and sensitivity. In summary, the platform described herein is intended to facilitate the detection of multiple nucleic acids. We believe it will be widely applicable in fields where high-throughput nucleic acid analysis is required.

This protocol describes the fabrication of a small, ready-to-use cassette that can be applied for visual detection of multiple nucleic acids in a single, test that is easy to operate. In this approach, a capillary array was used for multiplex and highly efficient detection of GMO targets.

Birden çok nükleik asit kapiller bir dizi görsel algılama

Multi-target, short time, and resource-affordable methodologies for the detection of multiple nucleic acids in a single, easy to operate test are urgently ...

Repressing Gene Transcription by Redirecting Cellular Machinery with Chemical Epigenetic Modifiers

Regulation of chromatin compaction is an important process that governs gene expression in higher eukaryotes. Although chromatin compaction and gene expression regulation are commonly disrupted in many diseases, a locus-specific, endogenous, and reversible method to study and control these mechanisms of action has been lacking. To address this issue, we have developed and characterized novel gene-regulating bifunctional molecules. One component of the bifunctional molecule binds to a DNA-protein anchor so that it will be recruited to an allele-specific locus. The other component engages endogenous cellular chromatin-modifying machinery, recruiting these proteins to a gene of interest. These small molecules, called chemical epigenetic modifiers (CEMs), are capable of controlling gene expression and the chromatin environment in a dose-dependent and reversible manner. Here, we detail a CEM approach and its application to decrease gene expression and histone tail acetylation at a Green Fluorescent Protein (GFP) reporter located at the Oct4 locus in mouse embryonic stem cells (mESCs). We characterize the lead CEM (CEM23) using fluorescent microscopy, flow cytometry, and chromatin immunoprecipitation (ChIP), followed by a quantitative polymerase chain reaction (qPCR). While the power of this system is demonstrated at the Oct4 locus, conceptually, the CEM technology is modular and can be applied in other cell types and at other genomic loci.

Regulation of the chromatin environment is an essential process required for proper gene expression. Here, we describe a method for controlling gene expression through the recruitment of chromatin-modifying machinery in a gene-specific and reversible manner.

Kimyasal epigenetik değiştiriciler ile hücresel makine yeniden yönlendirerek Gen transkripsiyonu bastırmak

Regulation of chromatin compaction is an important process that governs gene expression in higher eukaryotes. Although chromatin compaction and gene ...

Conducting Multiple Imaging Modes with One Fluorescence Microscope

Fluorescence microscopy is a powerful tool to detect biological molecules in situ and monitor their dynamics and interactions in real-time. In addition to conventional epi-fluorescence microscopy, various imaging techniques have been developed to achieve specific experimental goals. Some of the widely used techniques include single-molecule fluorescence resonance energy transfer (smFRET), which can report conformational changes and molecular interactions with angstrom resolution, and single-molecule detection-based super-resolution (SR) imaging, which can enhance the spatial resolution approximately ten&#160;to twentyfold compared to diffraction-limited microscopy. Here we present a customer-designed integrated system, which merges multiple imaging methods in one microscope, including conventional epi-fluorescent imaging, single-molecule detection-based SR imaging, and multi-color single-molecule detection, including smFRET imaging. Different imaging methods can be achieved easily and reproducibly by switching optical elements. This set-up is easy to adopt by any research laboratory in biological sciences with a need for routine and diverse imaging experiments at a reduced cost and space relative to building separate microscopes for individual purposes.

Here we present a practical guide of building an integrated microscopy system, which merges conventional epi-fluorescent imaging, single-molecule detection-based super-resolution imaging, and multi-color single-molecule detection, including single-molecule fluorescence resonance energy transfer imaging, into one set-up in a cost-efficient way.

Çoklu görüntüleme modları bir floresan mikroskop ile iletken

Fluorescence microscopy is a powerful tool to detect biological molecules in situ and monitor their dynamics and interactions in real-time. In addition to ...