多靶点pCRISPR载体改良版(单子叶植物用)使用方法2014-10-26(P)副(4)

2019-05-18 14:15

注:由Up-T1导入的载体唯一Spe I位点是特别留的一个“后门”。其用途是,当构建好第一组目的靶点gRNA

表达盒的载体后,如果情况需要再添加第二组其它靶点gRNA表达盒时(或靶点数目较多,一次连接所有gRNA表达盒不能成功,可以把它们分成2组连接)。可以用Spe I将载体切成线状,再继续用Gibson assembly将第二组靶点gRNA表达盒克隆进去。第二组靶点gRNA表达盒的扩增需要用gR-R2替代gR-R(Up-T1不变)。也可以利用此位点(或策略I构建载体留的Spe I位点)插入其它目标基因片段。 Mlu I gR-R2: TGTCAACGCGTCCTTTGCTGCCGATTCCAGGTCCATCCACTCCAAGCTCTTG-3 (第一组T1-gRNA

表达盒使用了LacZ-OsU3启动子)。如果第一组的T1-gRNA表达盒不是用LacZ-OsU3启动子,gR-R2的 5’端的TGTCAACGCG要替换成如下碱基: OsU3: AAAGATTCCT; OsU6a: CAGGAAAAAA; OsU6b:TGCAAGAACG; OsU6c:CGCTAATGAG(这是各不同启动子的5’端10 bp,作为连接位点的一部分,见附录序列)。其它Up-T#/gR-T# 的使用原理与第一组的相同,但不能重复使用第一组用过的Up-T#/gR-T# (Up-T1可以再使用)。如果是有计划分2组克隆,建议将LacZ-OsU3启动子留在第2组使用,因为第2组克隆的难度大些,可利用LacZ帮助筛选阳性克隆。

如果第一组靶点gRNA表达盒是用策略I构建的,第二组靶点gRNA表达盒的克隆就使用Spe I切开载

体,使用Up-T1b (ACCGGTAAGGCGCGCCGTAGTGCTCGAGGAATCGGCAGCAAAGG-3)替换Up-T1。

gR-R2的序列(及其10碱基替换,如果需要)与以上相同。

(2)自制Isothermal in vitro recombination reaction mixture:

5X isothermal(ISO)reaction buffer:25% PEG-8000,500 mmol/L Tris-HCl pH 7.5,50 mmol/L MgCl2,50 mmol/L DTT,4种dNTPs 各1 mmol/L,5 mmol/L NAD,?20 °C保存。

2X master mixture:160 μL 5 × ISO buffer, T5 Exonuclease (Epicentre) 1.5 units(严格控制T5 exouclease酶量,不能过多!过多T5 exouclease会造成DNA片段被快速降解),Phusion High-Fidelity DNA polymerase (NEB) 20 units, Taq ligase (NEB) 2000 units, deionized water to 0.4 mL。多管分装?20 °C保存

(3)参考第7页指引设计U3/6启动子排列。但如果是4个靶点,建议把较长的U6c用于T3, U6b用于T4,

这样可以用SP2测通T4和T3(见以下步骤7)。

(4)在50 μl反应用20 U Bsa I酶切~2 μg pYLCRISPR/Cas9-MH (B) 约30 min。取2μl(~80 ng)电泳检

查,确认被切出的ccdB条带(732bp)。65℃5min失活,每管3μl(100~120 ng)约分装冷冻保存。(一般不需要回收纯化,也可使用策略I步骤2电泳回收纯化的样品)。

(5) 按以上策略I步骤2至步骤6的第一轮PCR同样操作;第二轮PCR使用以上引物对(各引物0.15μM)

扩增各靶点(T1, T2, T3,...)的gRNA表达盒片段。取2 μl电泳检查。

(6)根据各样品产物估算的量,把所有产物大致等量混合,酚抽提乙醇沉淀或用PCR产物纯化kit纯化;或在PCR产物中加入5 U 单链核酸酶Exonuclease I (Takara)在37°C处理10-15 min消除剩余引物(这是为

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了避免引物与目的片段竞争结合),80°C 20min失活ExoI(以避免消化Gibson反应中产生的单链末端),不需纯化直接取适量进入步骤7。

(7)参考策略I步骤9,在分装有pYLCRISPR/Cas9-MH (B)(100~120 ng)的管中加入适量的gRNA表达盒片段,加入去离子水至最终量7~8 μl。加入等量7~8 μl 2X master mixture,50 °C反应25 ~30 min(时间过长可能会造成DNA被T5 exouclease降解!)。可以取10 μl连接产物电泳检查,正常反应可见连接的较大片

段(见18页图)。

(8)参考策略I步骤11-13操作,但在透析膜对1/5 x TE透析较短时间的5-10 min(这是因为ISO buffer含有PEG-8000,过长时间透析会吸收过多的1/5x TE降低连接产物浓度。但不透析直接电激转化容易打炸或电激电流过大而降低转化效率)。 测序策略既可以按策略I步骤13进行,也可以用以上的通用引物Sp6 promoter primer等(测序公司可提供,将这些测序引物序列交测序公司确认)从gRNA往启动子方向进行测序,每个引物可以测通2个靶点。

Construction of a CRISPR/Cas9 vector with four targeting sites0.5 kb23 kb9 kb1 kb0.5 kb15 kb3,Colony PCR screening for positive clonesCas9vector backboneLinked 4 gRNAexpression cassettes1,Recovered Cas9vector backbone digested with BsaI2, PCR amplification of four gRNAexpression cassettes 3 kbChecked clones4,Restriction analysis of positive clones with AscICas9 vector backboneLinked 4 gRNAexpression cassettes5,Stability verification of the Cas9construct in Agrobacteriumtumefaciens(the plasmid from Agrobacteriumwas transferred back to E. coli, then clone plasmids were isolated and digested with AscI)

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Construction of a CRISPR/Cas9 vector with eight targeting sites2 kb0.5 kb1, PCR amplification of eight gRNAexpression cassettes (first round of amplification)23 kb4.3 kbCas9vector backboneLinked 8 gRNAexpression cassettes2,Restriction analysis of positive clones with AscI1 kb0.5 kb3, Testing one positive clone with PCR, using pairs of the target adaptor primers(F, R are forward and reverse primers, respectively).Cas9vector backboneLinked 8 gRNAexpression cassettes4,Stability verification of the Cas9construct in Agrobacteriumtumefaciens, clones were digested with AscI

PCR-amplified sgRNA expression cassettes 2 kb0.5 kbGibsonassembly productsVector;Vector + gRNAcassettes5kbLinked gRNAcassettes1kb23 kb4 kb2 kbLinked 6 sgRNA expression cassettes

A 6-target CRISPR/Cas9 construct prepared by Gibson assembly

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T1T2AAACCATCTG--GTTGTAAGCAAGCC5’-AAACCATCTGCAGTTGTAAGCAAGCC(WT)GTCGGCCGGCAGCTGAACTGACGGAC5’-GTCGGCCGGCAGCCGGATGACGGGCA(WT)T3T5GTCACGAGGTAGGGAT-CTTTGGCATGTCACGAGGTAGGGATCCTTTGGCAT(WT)AGATATTGGTGGCACCGACCTTGAGGGTAGATATTGGTGGCACCGACC-TGAGGGT(WT)T6T7CCGCCGTCG-CGGCAAGCCGCGCGTCCCGCCGTCGCCGGCAAGCCGCGCGTC(WT)CGACGGTGCTGATGAAGGATTCCAGGACACGACGGTGCTGATGAAGGAT-CCAGGACA(WT)T8Edited sites in a transgenic rice plant with an 8-target CRISPR/Cas9 construct TCAATCTTCACTAGCCATGTACAAGGGACCTCAATCTTCACTAGCCATGT-CAAGGGACC(WT)

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附录序列信息(每个PCR扩增序列为活字):

pYLCRISPR/Cas9-MH (B)克隆位点附近关键序列

GCGCGGTGTCATCTATGTTACTAGATCGGGAGCACCGGTAAGGCGCGCCGTAGTGCTCGAGAGACCTCTGAAG(ccdB)GAGCGTGGGTCTCGCGGTATCATTGGCGCGCCTCTCGAGCTAGCGGCCGCATGCATCGATCTCCTACATCGTATAAATTAGCCTATACGAAGTTATTGCATCTATGTCGGG

LacZ-OsU3-gRNA载体部分序列gRNA下游引物U3/U6上游引物第二轮gRNA-RU-F第二轮BsaIBamHIgRNAacccggGGATCCTAGCCGGGTCTCGGTTTTAGAGCTAGAAATAGCAAGTTAAAATAAGGCTAGTCCGTTATCAACTTGAAAAAGTGGCACCGAGTCGGTGCTTTTTTTCAAGAGCTTGGAGTGGATGGAATTTTCCTCCGTTTTACCTGTGGAATCGGCAGCAAAGGACGCGTTGAMluIE.coliPromoter LacZ(alpha)CATTGTAGGACTATATTGCTCTAATAAAGGAGGCAGCTATGctggccgtcgttttacaacgtcgtgactgggaaaaccctggcgttacccaacttaa tcgccttgcagcacatccccctttcgccagctggcgtaatagcgaagaggcccgcaccgatcgcccttcccaacagttgc OsU3 PrgcagcctgaatggcTAAAAGGAATCTTTAAACATACGAACAGATCACTTAAAGTTCTTCTGAAGCAACTTAAAGTTATCAGGCATGCAT GGATCTTGGAGGAATCAGATGTGCAGTCAGGGACCATAGCACAAGACAGGCGTCTTCTACTGGTGCTACCAGCAAATGCTGGAAGCCGG GAACACTGGGTACGTTGGAAACCACGTGTGATGTGAAGGAGTAAGATAAACTGTAGGAGAAAAGCATTTCGTAGTGGGCCATGAAGCCTTTCAGGACATGTATTGCAGTATGGGCCGGCCCATTACGCAATTGGACGACAACAAAGACTAGTATTAGTACCACCTCGGCTATCCACATAGATCAAAGCTGGTTTAAAAGAGTTGTGCAGATGATCCGTGGCAAGAGACCTCTGAAGATAACATACTAAGCTTggcact..(pUC18骨架)BsaIHindIII

PCR扩增的LacZ-OsU3-gRNA单元序列(767 bp, Bsa I酶切后737 bp):

TTCAGAGGTCTCTNNNNCTCTGGAATCGGCAGCAAAGGACGCGTTGACATTGTAGGACTATATTGCTCTAATAAAGGAGGCAGCTATGctggccgtcgttttacaacgtcgtgactgggaaaaccctggcgttacccaacttaatcgccttgcagcacatccccctttcgccagctggcgtaatagcgaagaggcccgcaccgatcgcccttcccaacagttgcgcagcctgaatggcTAAAAGGAATCTTTAAACATACGAACAGATCACTTAAAGTTCTTCTGAAGCAACTTAAAGTTATCAGGCATGCATGGATCTTGGAGGAATCAGATGTGCAGTCAGGGACCATAGCACAAGACAGGCGTCTTCTACTGGTGCTACCAGCAAATGCTGGAAGCCGGGAACACTGGGTACGTTGGAAACCACGTGTGATGTGAAGGAGTAAGATAAACTGTAGGAGAAAAGCATTTCGTAGTGGGCCATGAAGCCTTTCAGGACATGTATTGCAGTATGGGCCGGCCCATTACGCAATTGGACGACAACAAAGACTAGTATTAGTACCACCTCGGCTATCCACATAGATCAAAGCTGGTTTAAAAGAGTTGTGCAGATGATCCGTGGCA(19-20pb靶序列)GTTTTAGAGCTAGAAATAGCAAGTTAAAATAAGGCTAGTCCGTTATCAACTTGAAAAAGTGG CACCGAGTCGGTGCTTTTTTTCAAGAGCTTGGAGTGGATGGACCNNNNCGAGACCCACGCT

OsU3-gRNA载体部分序列gRNABsaIBamHIacccggGGATCCTAGCCGGGTCTCGGTTTTAGAGCTAGAAATAGCAAGTTAAAATAAGGCTAGTCCGTTATCAACTTGAAAAAGTGGCACCGAGTCGGTGCTTTTTTTCAAGAGCTTGGAGTGGATGGAATTTTCCTCCGTTTTACCTGTGGAATCGGCAGCAAAGGAAGGAATCTTTAAACATACGAACAGATCACTTAAAGTTCTTCTGAAGCAACTTAAAGTTATCAGGCATGCATGGATCTTGGAGGAATCAGATGTGCAGTCAGGGACCATAGCACAAGACAGGCGTCTTCTACTGGTGCTACCAGCAAATGCTGGAAGCCGGGAACACTGGGTACGTTGGAAACCACGTGTGATGTGAAGGAGTAAGATAAACTGTAGGAGAAAAGCATTTCGTAGTGGGCCATGAAGCCTTTCAGGACATGTATTGCAGTATGGGCCGGCCCATTACGCAATTGGACGACAACAAAGACTAGTATTAGTACCACCTCGGCTATCCACATAGATCAAAGCTGGTTTAAAAGAGTTGTGCAGATGATCCGTGGCAAGAGACCTCTGAAGATAACATACTAAGCTTggcact(pUC18骨架)BsaIHindIIIgRNA下游引物第二轮gRNA-RU3/U6上游引物U-F第二轮

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