美谷分子解析基因组时代的高通量筛选方法

年,来自美国的科学家在国际期刊Nature发表了他们的最新研究成果,他们利用结构导向的方法改造了CRISPRCAS9复合物来系统性研究基因功能,并通过构建sgRNA文库大规模筛选抵抗BRAF抑制剂的激活基因。该文章利用CRISPRCAS9技术研究基因功能,对后基因组时代大规模研究激活基因的功能具有推动作用。自此,疾病的研究进入了基因组时代。

那么,基因功能如何筛选呢?面对大数据,传统的实验方法开始有些力不从心了。基因组学的研究可能需要大量的实验,来研究各个基因或整个通路在特定疾病中或生理反应中的作用,并协助新疗法的开发。大量的实验就需要高通量的方法来完成,由于高内涵高通量全自动的特点,逐渐进入了功能基因组的研究中。本文将介绍几篇应用高内涵来研究基因功能的文章,包括了细胞迁移、神经细胞生长、细胞间相互作用、杀伤性NK细胞功能及病毒感染等各个方面。

1.细胞迁移相关miRNA筛选

有多少miRNA功能性参与了肿瘤的发生,尤其是肿瘤转移,文中系统的评价了所有的已知人类miRNA,那些能够调节肿瘤转移相关细胞。开发了一种自组装的细胞芯片,可通过高通量的检测仪器-高内涵,检测miRNA对细胞迁移的影响。结果表明,有超过20%的miRNA对多种细胞有调节细胞迁移的功能。MiR-23b可抑制人结肠癌,有利调节体内肿瘤转移中的多种时期,包括肿瘤生长、入侵及血管生成。

2.神经生长于损伤修复

轴突生长和神经重组促进脊髓损伤后的功能恢复。已知的干预措施在促进神经修复的功能上疗效仍然有限。为了解哺乳动物中枢神经系统轴突再生的遗传决定因素,文中完成了一个基于RNAi的高通量包含大多数磷酸酶基因的筛选方法。我们鉴定了一个已知基因的和17未知磷酸酶基因创伤性中枢神经系统轴突的生长的抑制作用。这项研究表明利用高通量方法筛选鉴定内源性功能基因抑制受伤后中枢神经系统轴突生长的方法是可行的,同时,揭示了一个新的基因靶点pp5f(Sac2),可以抑制中枢神经系统轴突的脊髓损伤后修复。

3.细胞间相互作用

钙粘蛋白和相关的连环蛋白遍及不同的类型动物细胞,提供了邻近细胞间重要的结构界面,肌动蛋白细胞骨架和细胞内信号通路。然而,基于钙粘蛋白的粘附所需的蛋白质和途径包括哪些并没有完整的列表。为此,文章中完成了全基因组(个基因))RNAi筛选,有针对性在黑腹果蝇S2细胞上挑选钙依赖的粘附蛋白的表达,评价了钙依赖的细胞黏附、整合素黏附、细胞伸展和细胞迁移。最终确定了17个相互关联的管理中心调节了基因,,基于蛋白质功能和蛋白质相互作用调节核心钙黏连复合体的表达水平。这些实验揭示了多种基因影响钙粘着蛋白功能发挥,及细胞通路传导,包括细胞骨架组织、细胞基质的相互作用、核和胞质信号。

4.NK细胞的功能调节

KIR2DL4(CDd)在lg样受体家族中是一个特殊的杀手细胞,它能诱导休眠NK细胞分泌细胞因子和行使细胞溶解功能。通常只表示于胎盘滋养层细胞的可溶性HLA-G,据报道是KIR2DL4的一个配体。;然而,KIR2DL4的表达并不局限于胎盘,可以发现在CD56高表达的外周血NK细胞中也被发现。利用高通量的全基因组筛选方式识别KIR2DL4的细胞表面配体(s),直接由硫酸乙酰肝素(HS)氨基葡萄糖调节。因此,外源肝素可以调节细胞因子的生产以及NK细胞的杀伤作用,进一步表明KIR2DL4直接影响受体的内吞作用和膜转运。

5.病毒形态形成与基因表达

痘病毒被认为是比较少依赖宿主功能的DNA病毒,因为他们有特殊的细胞质复制位点和较大的基因组,可以合成DNA所需的酶和mRNA。然而,通过RNAi方法筛选两个独立的人类基因库,发现超过个基因显著地抑制,同时有个基因可加强感染牛痘病毒的复制和传播。研究表明,泛素蛋白、内质网的转运功能会抑制病毒,而RNA聚合酶II和相关功能会促进病毒感染。最终筛选出62种核孔蛋白抑制病毒的形态发生,而对病毒的基因表达并没有太大影响。




转载请注明:http://www.naozhuwang.com/jfxnzwm/12243.html

  • 上一篇文章:
  •   
  • 下一篇文章: 没有了