CN114703191A - 基于crsipr技术构建rictor基因敲除细胞株的方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于CRSIPR技术构建RICTOR基因敲除细胞株的方法及其应用,属于生物技术领域,所述方法包括:首先设计用于RICTOR基因敲除的sgRNA,合成sgRNA‑RICTOR‑F和sgRNA‑RICTOR‑R两种引物序列;将合成的两条核苷酸链经退火形成双链,并与载体质粒连接,验证正确后获得重组真核表达质粒;将经构建的重组真核表达质粒转染DF‑1细胞,经筛选、验证,获得RICTOR基因敲除细胞株。该基因敲除细胞株DF‑1ΔRICTOR与DF‑1正常细胞株在细胞活性上没有显著的差异,且传代稳定,RICTOR基因mRNA转录水平几乎接近于0,敲低效果显著。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域,具体涉及基于CRSIPR技术构建RICTOR基因敲除细胞株的方法及其应用。
背景技术
雷帕霉素的机制靶点蛋白(The mechanistic Target of Rapamycin,mTOR)是一种丝氨酸/苏氨酸激酶,是PI3K相关激酶(PI3K-related kinase,PIKK)蛋白家族中的一员。mTOR在细胞中以两种不同的多蛋白复合物形式存在,分别是mTOR复合物1(mTORC1)和mTOR复合物2(mTORC2)。mTORC1的核心组分包括mTOR、mTOR相关的调节蛋白(regulatoryprotein associated with mTOR,RAPTOR)和哺乳动物致死的Sec13蛋白8(mammalianlethal with Sec13 protein 8,mLST8)。
mTORC2的核心组分包含mTOR对雷帕霉素不敏感伴侣(rapamycin insensitivecompanion of mTOR,RICTOR)。mTORC2作为AKT最主要的激酶,能够磷酸化Ser473位点以最大程度地激活AKT是mTORC2唯一明确的刺激物,它通过磷酸化和激活下游激酶(包括Akt、蛋白激酶C和血清/糖皮质激素诱导的激酶1)促进细胞存活、增殖和迁移以及肌动蛋白细胞骨架重组。
RICTOR蛋白由1 708个氨基酸组成,最初于2004年被确定为mTORC2复合物的新成分。RICTOR含有大约37个磷酸化位点,主要是位于C末端区域的丝氨酸或苏氨酸残基。mTORC2的核心组分RICTOR的体外激酶测定试验证实了RICTOR对AKT在Ser473位点的磷酸化至关重要,而用RAPTOR并不能取代RICTOR在磷酸化AKT上的作用。事实上,mTOR的抑制剂缺乏特异性,因为它们同时靶向mTORC1和mTORC2两种复合物,同时激活了mTORC1诱导的PI3K负调节和mTORC1诱导的PI3K激活。选择性抑制mTOR2-RICTOR对mTOR通路的研究具有很大帮助,构建RICTOR敲除细胞株势在必行。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的一在于提供一种用于RICTOR基因敲除的sgRNA序列,目的二在于提供基于CRSIPR技术构建RICTOR基因敲除细胞株的方法,目的三在于提供所述sgRNA序列或方法在RICTOR基因敲除细胞株制备中的应用。
为了实现上述目的,本发明采用的具体方案为:
本发明提供一种用于RICTOR基因敲除的sgRNA序列,合成所述sgRNA的引物序列为sgRNA-RICTOR-F和sgRNA-RICTOR-R,所述sgRNA-RICTOR-F的核苷酸序列如SEQ ID NO:01所示,所述sgRNA-RICTOR-R的核苷酸序列如SEQ ID NO:02所示。
本发明还提供基于CRSIPR技术构建RICTOR基因敲除细胞株的方法,包括以下步骤:
步骤一:sgRNA的设计与合成:设计用于RICTOR基因敲除的sgRNA,合成sgRNA-RICTOR-F和sgRNA-RICTOR-R两种引物序列,所述sgRNA-RICTOR-F的核苷酸序列如SEQ IDNO:01所示,所述sgRNA-RICTOR-R的核苷酸序列如SEQ ID NO:02所示;
步骤二:重组真核表达质粒的构建:将步骤一合成的两条核苷酸链经退火形成双链,并与载体质粒连接,验证正确后获得重组真核表达质粒;
步骤三:将经步骤二构建的重组真核表达质粒转染DF-1细胞,经筛选、验证,获得RICTOR基因敲除细胞株。
优选地,步骤二所述载体质粒为PX459-puro载体。
本发明还另外提供所述的sgRNA或上述构建方法在RICTOR基因敲除细胞株制备中的应用。
有益效果:本发明通过设计和合成RICTOR的sgRNA,利用CRSIPR技术构建RICTOR基因敲除细胞株,RICTOR基因敲除细胞株DF-1ΔRICTOR与DF-1正常细胞株通过CCK8实验检测,发现二者在细胞活性上没有显著的差异。在连续传代后,检测细胞的RICTOR基因mRNA的转录以及对该段基因组测序,发现构建的细胞株十分稳定。
附图说明
图1是CRISPR-Cas9系统敲除鸡源RICTOR基因测序结果图;
图2是RICTOR基因敲除细胞系qRT-PCR验证结果图;
图3是重组真核表达质粒PX459-RICTOR-puro谱图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
1.sgRNA设计与合成。
根据ensembl公布的鸡源RICTOR(ENSGALG00000002661)基因下载相应核苷酸序列,利用在线sgRNA设计工具(http://crispor.tefor.net)设计RICTOR的sgRNA(smallguide RNA),引物送到生工生物工程(上海)股份有限公司合成。合成的引物序列如下表1所示。
表1:sgRICTOR序列。
2.重组真核表达质粒PX459-RICTOR-puro的构建。
退火:
将两条设计好的sgRNA-RICTOR单链用无菌超纯水溶解成终浓度为100μmol/L,轻弹混匀,使用T4连接酶配成以下体系,在PCR仪中退火形成双链。
退火体系如下表2所示。
表2:退火体系。
酶切:
用BbsI内切酶将PX459-puro载体进行酶切,酶切体系如下。
产物胶回收:
(1)使用琼脂糖凝胶电泳分离出线性化载体的DNA片段,在紫外灯下迅速切下所需条带;
(2)按照每1g凝胶加入1mL Binding Buffer的量加入适量溶胶液,在55~60℃水浴至凝胶完全溶解,溶解过程中每隔2~3min震荡1次;
(3)当凝胶完全溶解后,将HiBind DNA柱子套在2mL收集管上,把溶胶液转移至HiBind DNA柱子中10 000xg离心1min,弃掉滤液,收集柱子,直至溶胶液全部转移;
(4)在柱子中加入300μL Binding Buffer,以最大转速离心1min,弃掉滤液,收集柱子;
(5)在柱子中加入700μL SPW Wash Buffer,以最大转速离心1min,弃掉滤液,收集柱子;
(6)重复步骤(5)1次;
(7)最大转速离心空柱2min;
(8)将柱子转移到干净的1.5mL EP管中,加入30μL预热的Elution Buffer,静置2min,以最大转速离心1min,洗脱出DNA。
连接:
将线性化载体的胶回收产物及sgRNA的退火产物测定浓度,根据载体长度、sgRNA长度以及两者的浓度,计算T4连接酶连接体系,16℃过夜连接。
构建的重组真核表达质粒PX459-RICTOR-puro如图3所示。
转化:
(1)从-80℃超低温冰箱中取出感受态细胞Dh5α(100μL/管)和需要转化的质粒,置于冰上融化10min;
(2)吸取50μL感受态细胞至预冷的新的灭菌1.5mL离心管中,加入1μg真核表达质粒,用移液器轻柔搅拌混匀,然后置于冰上冰浴25min;
(3)将冰浴后的菌液从冰中取出,迅速置于42℃水浴锅中热冲击75s,再迅速放回冰上修复3min;
(4)加入500μL无抗LB液体培养基,置于37℃摇床以150~200rpm的频率,振荡培养45min;
(5)取100μL培养好的菌液均匀涂抹于与载体抗性相应的LB固体培养基平板上,晾干后,于37℃培养箱中倒置培养12~16h;
(6)待平板出现针尖样大小的单菌落时,用灭菌的镊子夹取灭菌的10μL吸头轻柔刮取单个菌落,置于2mL的灭菌离心管中,并加入1mL与载体抗性相应的LB液体培养基,置于37℃摇床以150~200rpm的频率,振荡培养4~6h;
(7)待离心管中的LB液体培养基变浑浊时,置于4℃保存,并选取浑浊的送至上海生工生物有限公司测序鉴定;
(8)测序正确的阳性菌液可用于扩大培养,扩大培养后进行质粒提取。
质粒提取:
(1)将测序正确的阳性菌液以1:100的比例加入与载体抗性相应的LB液体培养基中,置于37℃摇床以150~200rpm的频率,振荡培养12~16h;
(2)取10~15mL的菌液,用15mL离心管,室温8 000g离心1min,弃去上清液;
(3)加入500μL已预混了RNase A的Solution I,充分振荡2min;
(4)加入500μL Solution II,将离心管轻柔上下颠倒混匀10次或以上,至管中液体清亮,室温静置2~3min;
(5)加入250μL已预冷至4℃的Buffer N3,将离心管轻柔上下颠倒混匀10次或以上,至管中白色絮状沉淀不再增加,室温12 000g离心10min,若管中上清液中仍有少量白色沉淀,则将管中上清液转移至新的15mL离心管中再次离心;
(6)吸取上清液并与等体积的ETR Binding Buffer上下颠倒充分混匀;
(7)取700μL的混合液加入HiBind DNA Mini吸附柱中,室温10 000g离心1min,弃去滤液,直至所有混合液过滤完毕;
(8)加入500μL的ETR Wash Buffer,室温10 000g离心1min,弃去滤液;
(9)加入500μL的HBC Buffer,室温10 000g离心1min,弃去滤液;
(10)加入700μL的DNA Wash Buffer,室温10 000g离心1min,弃去滤液,重复1次;
(11)空柱室温13 000g离心4min,弃去收集管,将吸附柱置于无菌的1.5mL离心管中,将65μL预热至65℃的Elution Buffer加至吸附柱的滤膜上,65℃温箱中静置2min,13000g离心1min。
质粒转染:
在6孔细胞培养板中,每孔吸入2.5mL DF-1细胞悬液,细胞培养条件同上;在贴壁密度达到40%~50%时,转染质粒,步骤如下:
(1)将100μL Opti-MEM和2μg质粒加入1.5mL无菌EP管中制成A液,混匀室温静置3min;
(2)另一个EP管中将100μL Opti-MEM和5μL Lipofectamine 2000制成B液,轻微震荡后放置3min;
(3)A和B混合为C液,室温静置15min,静置期间2mL PBS清洗细胞2次,最后1次吸干净剩余PBS;
(4)细胞孔吸入C液,并用补1mL的Opti-MEM,反复倾斜并晃动细胞培养板,混匀后置于培养箱中4~6h,PBS洗2次后吸干净,细胞孔内吸入2mL维持培养基(2%FBS),培养条件同上。
药物筛选敲除细胞株:
(1)将上一步构建好的质粒转染进一个T25细胞培养瓶的DF-1细胞中;
经转染24h后弃去培养基,用PBS缓冲液润洗3次,加入含1μg/mL嘌呤霉素的DMEM培养基,39℃、5%CO2细胞培养箱中培养24~48h;
(2)当显微镜下观察到细胞数减少至约10 000个时,弃去培养基,用PBS缓冲液润洗3次后加入含20%FBS的DMEM培养基,39℃、5%CO2细胞培养箱中培养24h;
(3)将细胞用胰酶消化下来,用含20%FBS的DMEM培养基将细胞梯度稀释铺至24孔细胞培养板中,39℃、5%CO2细胞培养箱中培养24h;
(4)将1孔中只有一个细胞的孔标记出来,待细胞培养至汇合度为90%时,即可挑取细胞进行敲除验证试验。
敲除细胞株验证:
抽提目的细胞的基因组DNA作为模板,扩增RICTOR片段后送上海生工公司对敲除段进行序列分析,扩增引物如表3。如图1所示,RICTOR基因组被成功敲除掉1个碱基,表明筛选到了DF-1ΔRICTOR细胞系。
表3:扩增引物表。
将筛选的DF-1ΔRICTOR细胞培养后收集细胞沉淀样品,抽提RNA进行qRT-PCR试验,验证RICTOR基因的敲除效果。结果如图2显示,DF-1ΔRICTOR细胞系中RICTOR基因mRNA转录水平几乎接近于0,敲低效果显著(P<0.0001)。
需要说明的是,以上所述的实施方案应理解为说明性的,而非限制本发明的保护范围,本发明的保护范围以权利要求书为准。对于本领域技术人员而言,在不背离本发明实质和范围的前提下,对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。
SEQUENCE LISTING
<110> 华南农业大学
<120> 基于CRSIPR技术构建RICTOR基因敲除细胞株的方法及其应用
<130> 1
<160> 4
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 25
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 1
caccggcacc tccgcatccg aggta 25
<210> 2
<211> 25
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 2
aaactacctc ggatgcggag gtgcc 25
<210> 3
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 3
ggagaggttt ccggtgtt 18
<210> 4
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 4
tggattatgc ctgtagtg 18
Claims (4)
1.一种用于RICTOR基因敲除的sgRNA,其特征在于:合成所述sgRNA的引物序列为sgRNA-RICTOR-F和sgRNA-RICTOR-R,所述sgRNA-RICTOR-F的核苷酸序列如SEQ ID NO:01所示,所述sgRNA-RICTOR-R的核苷酸序列如SEQ ID NO:02所示。
2.基于CRSIPR技术构建RICTOR基因敲除细胞株的方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一:sgRNA的设计与合成:设计用于RICTOR基因敲除的sgRNA,合成sgRNA-RICTOR-F和sgRNA-RICTOR-R两种引物序列,所述sgRNA-RICTOR-F的核苷酸序列如SEQ ID NO:01所示,所述sgRNA-RICTOR-R的核苷酸序列如SEQ ID NO:02所示;
步骤二:重组真核表达质粒的构建:将步骤一合成的两条核苷酸链经退火形成双链,并与载体质粒连接,验证正确后获得重组真核表达质粒;
步骤三:将经步骤二构建的重组真核表达质粒转染DF-1细胞,经筛选、验证,获得RICTOR基因敲除细胞株。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:步骤二所述载体质粒为PX459-puro载体。
4.权利要求1所述的sgRNA序列或权利要求2-3任意一种所述的方法在RICTOR基因敲除细胞株制备中的应用。
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