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CRISPR王者时代,RNAi跌落神坛?

CRISPR王者时代,RNAi跌落神坛? 源井生物
2019-09-23
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导读:CRISPR取代RNAi为大势所趋


shRNA vs gRNA

RNAi技术在生物科研领域曾经风靡一时,特别是应用在标靶基因的筛选,未知功能的研究,抗病毒和肿瘤治疗等。然而,随着RNAi脱靶效应引起对蛋白激酶STK33的误判导致大量药研学者入坑的事实被揭露,RNAi技术备受质疑。此时,后起之秀CRISPR基因编辑技术随风而起,因其具有高特异性、低脱靶效应等特点被广泛地应用于基因筛选、功能研究、临床治疗等领域。CRISPR王者时代已到来,RNAi即将跌落神坛?下面我们将揭开这神秘的面纱。


RNAi和CRISPR有什么异同?该选哪个?


比较两种技术,可看出CRISPR技术的优越性:


RNAi

CRISPR/Cas9 KO

效果

可逆转的基因敲低

不可逆转的基因敲除

实验难易程度

容易

适中,但获得单克隆后可一直使用

脱靶效应

脱靶效应极高
a)人工siRNA会与内源microRNA竞争蛋白,如RISC和dicer等,可能会影响microRNA的功能,进而影响其他基因的表达调控;
b)一条siRNA可能会降解数百条转录产物;
c)siRNA可能会与非靶mRNA的3’UTR相互作用,导致其降解。

特异性极高,脱靶效应低

抑制基因的效率

目标基因的种类

仅限mRNA编码基因(转录本太短无法设计有效shRNA的除外)、胞质IncRNA、circRNA(效果不佳)

范围广泛,编码基因、非编码基因、胞质IncRNA、核内IncRNA、circRNA均可



解读蛋白激酶STK33的误判事件,RNAi技术潜在的问题比想象中更可怕!


2009年,研究人员使用RNAi的方法鉴定出STK33是携带着一种已知的人癌细胞的活力所必需的基因。此后,它作为一种潜在的药物靶标吸引了制药行业的大量关注。但随后惊奇发现,STK33根本不是癌细胞所必需,这是RNAi的脱靶效应造成的误判。此类的例子还有很多,因此,在国际期刊上发布RNAi相关文章时,经常会被要求补充验证非脱靶效应造成实验结果的论证数据。


除了高脱靶以外,RNAi技术经常会碰到的如下难题:

01

目的蛋白表达水平下调不明显,甚至造成蛋白表达增加;

02

高转化率的转录本难以被干扰;

03

 非编码基因难以被干扰。


当然,如果想要暂时抑制基因功能而不改变遗传密码,或者想要下调基因功能而非完全抑制时,应用RNAi技术还是可取的。但这种种迹象已经在显示着RNAi的王者陨落已悄然临近......


CRISPR在基因筛选及功能研究方面有着绝对的优势


Michael Bassik教授和Rene Bernards教授分别通过shRNA文库和CRISPR gRNA文库进行平行实验,证明使用gRNA文库筛选基因的效率和可靠性远比shRNA文库高。



除了打靶效率高、真阳性率高等优势外,CRISPR的脱靶效应很低。因为它的特异性取决于两个方面,一是gRNA和靶DNA之间的碱基配对,二是Cas9-gRNA复合体结合基因组上的PAM序列,只有gRNA靶位点序列与靶标DNA配对时,Cas9才能进行切割。两者相互制约,大大降低了脱靶风险。



从众多国际知名杂志近年发表的文章中可以看出,CRISPR取代RNAi为大势所趋。


当然,在某些情况下,CRISPR和RNAi可携手并进。对任何一种药物而言,实现对靶标100%的抑制是非常罕见的,因此Rene Bernards认为比较严谨和理想的实验思路是,在进行临床研究之前,利用CRISPR观察到一种表型时,利用shRNA进行验证。源井生物秉承一站式的服务理念,可为有需要的学者设计全套CRISPR gRNA和shRNA方案,我们拥有超过10年行业经验的技术团队,让您的研发之路如虎添翼。


您的想法,加上源井的专业技术,玩转基因编辑是分分钟的事情。


源井生物拥有成熟的分子和细胞实验平台,经验丰富的技术人员可为您设计高分的shRNA和高效的gRNA,满足您RNAi、基因CRISPR敲除或二者平行实验的需求。


具体服务内容


载体

不同物种的gRNA和shRNA载体;

病毒

基因敲除或干扰慢病毒、腺病毒和腺相关病毒的包装;

稳转株

基因敲除和基因干扰稳转细胞株定制;

斑马鱼

基因敲除和基因干扰斑马鱼定制,及其下游的相关技术服务。


参考文献

· Combined shRNA over CRISPR/Cas9 as a methodology to detect off-target effects and a potential compensatory mechanism
· CRISPR knockout screening outperforms shRNA and CRISPRi in identifying essential genes.
· Systematic comparison of CRISPR/Cas9 and RNAi screens for essential genes
· Choosing the Right Tool for the Job: RNAi, TALEN, or CRISPR


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源井生物是一家专注于细胞基因编辑研发与生产的国际化高新技术企业,目前已为全球范围内超40个国家的科研单位和工业客户提供基因编辑技术服务与相关产品。 “让基因编辑更简单”是源井的企业目标,我们将以务实、高效、坦诚和守信的态度服务好每一位客户!
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