Suppr超能文献

CRISPRi 筛选实验揭示 dCas9 的序列特异性毒性。

A CRISPRi screen in E. coli reveals sequence-specific toxicity of dCas9.

机构信息

Synthetic Biology Group, Department of Microbiology, Institut Pasteur, Paris, 75015, France.

Sorbonne Université, Collège Doctoral, Paris, F-75005, France.

出版信息

Nat Commun. 2018 May 15;9(1):1912. doi: 10.1038/s41467-018-04209-5.

Abstract

High-throughput CRISPR-Cas9 screens have recently emerged as powerful tools to decipher gene functions and genetic interactions. Here we use a genome-wide library of guide RNAs to direct the catalytically dead Cas9 (dCas9) to block gene transcription in Escherichia coli. Using a machine-learning approach, we reveal that guide RNAs sharing specific 5-nucleotide seed sequences can produce strong fitness defects or even kill E. coli regardless of the other 15 nucleotides of guide sequence. This effect occurs at high dCas9 concentrations and can be alleviated by tuning the expression of dCas9 while maintaining strong on-target repression. Our results also highlight the fact that off-targets with as little as nine nucleotides of homology to the guide RNA can strongly block gene expression. Altogether this study provides important design rules to safely use dCas9 in E. coli.

摘要

高通量 CRISPR-Cas9 筛选技术最近已成为破译基因功能和遗传相互作用的有力工具。在这里,我们使用了一个全基因组的向导 RNA 文库,来引导无酶活性的 Cas9(dCas9)阻断大肠杆菌中的基因转录。通过机器学习的方法,我们揭示出,即使向导 RNA 的其他 15 个核苷酸不同,只要共享特定的 5 个核苷酸种子序列,就可以产生强烈的适合度缺陷,甚至杀死大肠杆菌。这种效应发生在高浓度的 dCas9 时,可以通过调整 dCas9 的表达来缓解,同时保持对靶基因的强烈抑制。我们的结果还强调了一个事实,即与向导 RNA 只有 9 个核苷酸同源的脱靶基因也可以强烈地阻断基因表达。总的来说,这项研究为在大肠杆菌中安全使用 dCas9 提供了重要的设计规则。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/df6c/5954155/2c2d8da25c4e/41467_2018_4209_Fig1_HTML.jpg

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