CRISPRa(CRISPR activation)是一种用于基因原位激活表达的技术。以往,基于CRISPRa的基因表达激活多采用靶向基因启动子(promoter)策略进行,即靶向转录起始位点上游500bp范围。而增强子(enhancer)作为细胞内存在的基因转录激活的重要调控元件,针对其的CRISPRa的研究相对较少。本研究则是从协同靶向enhancer出发,发现协同靶向enhancer和promoter可以实现更有效的基因转录激活。并且enhancer作为基因组高频突变区,正对其的选择性靶向可以实现等位基因的选择性激活。
enhancer,promoter协同靶向的CRISPRa三言两语
1. 靶向enhancer的CRISPRa依赖于靶向promoter:单独靶向promoter可以有效激活基因的表达,但是单独靶向enhancer并不能高效激活基因的转录,而同时靶向enhancer和promoter则可以更有效激活基因表达。
2.CRISPRa的激活依赖于携带的转录激活功能域,包括p65,VPR,VP64和p300。研究者针对这一系列的转录功能域靶向enhancer和promoter的激活效果检测发现,不同基因以及不同细胞中这些转录激活功能域的效果不一。
3.鉴于增强子的远距离与多靶点调控特点,同一增强子可以同时增强多个基因的转录,而基于enhancer+promoter的组合,可以选择性转录激活特定的基因。
4.enhancer是基因组中的高频突变位点,一些等位基因的增强子存在着不同的SNP,基于enhancer+promoter的协同CRISPRa则可以实现等位基因的选择性激活。
PS.(1)不同的转录因子结合的enhancer不一样,其发挥转录激活的机制也不一样,这可能是导致CRISPRa不同转录激活域的激活效果差异明显的原因之一。
(2)本研究中,作者主要选择了几个在检测细胞中基本不表达的基因进行检测分析,这些基因不表达的具体原因是由于enhancer-TF的互作缺失还是存在基因启动子表观修饰沉默并不清楚。
(3)如果选择的基因是有一定表达水平的,单独靶向enhancer可能还是有效的(个人观点)。
Ref
Tak, Y. E. et al. Augmenting and directing long-range CRISPR-mediated activation in human cells. Nature methods (2021).
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