1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
本课题的意义
每年数以百万计的患者死于癌症。microrna是生物体内一类发挥重要作用的小分子rna。它在细胞分化,个体发育以及疾病的发生中具有着重大作用。虽然,目前人类已经发现了大量的microrna,但是对其生物功能尚未透彻了解。本课题以癌细胞为作用对象,利用crispr-cas9技术构建mir-210基因敲除细胞模型,为后期研究mir-210基因的功能提供材料。
mirnas是一类在多细胞生物中广泛表达、大小为22个核苷酸(nucleotide,nt)左右的非编码rnas(1,2)。mirna分子与argonaute(ago)蛋白形成一个复合体,然后结合靶基因mrna位于3非编码区的部分互补序列,从而降低靶基因的蛋白质翻译水平和/或mrna表达水平(1,3)。mirnas调控各种各样的生物过程,并且和人的疾病如癌症密切相关(2,4-6)。例如,let-7家族的mirnas的表达在肺癌中下降,且let-7家族mirnas被证明具有肿瘤抑制功能(7-9),而mir-17-92簇mirnas具有致癌功能,其表达在多种癌症中上升(10-13)。因此,研究mirna系统、通路及其作用机理对癌症的诊断、预后、治疗有重要的意义。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标
(1)利用crispr/cas9获得mir-210基因敲除癌症细胞系。
(2)验证crispr/cas9基因敲除效率。
3. 研究的方法与方案
研究方法
1.设计针对mir-210的sgrna,构建crispr-cas9载体
crispr-cas9技术的关键步骤是设计恰当的sgrna。cas9识别一短dna序列5-ngg-3,而20ntrna的向导序列就紧靠在它的5。因此,要突变的基因位点必须有此序列:5-n20-ngg-3。按照这一原则,我们将设计mir-210的sgrna,构建质粒载体表达sgrna和cas9。另外,载体中还同时表达gfp(greenfluorescenceprotein,绿色荧光蛋白)或/和嘌呤霉素抗性基因,以助于筛选稳定转染的细胞系及细胞的体内观察。
4. 研究创新点
特色或创新之处
本课题原创性强,设计充分考虑到申请项目的经费规模,研究思路和步骤简炼,但意义重大。采用最新的CRISPR/Cas9基因剪辑技术,在人的癌细胞内高效地突变miR-210基因,构建基因突变的细胞模型,这样可以节约大量的时间、人力、物力、财力。因此,我们可以在最短时间内对miRNA及癌症同时进行深入的基础研究,并获得成果,填补目前世界上对miR-210在癌领域研究中的空白,并为未来的工作提供新的实验模型和理论依据。
5. 研究计划与进展
研究计划及预期进展
1.2016年2月-2016年3月:利用生物信息学软件,寻找靶基因,设计引物;
2.2016年3月-2016年4月:构建sgrna重组质粒和cas9体外表达载体;同时获取稳定传代的细胞;
