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功能基因高通量篩選解決方案
在生命系統(tǒng)中，基因的功能可通過系統(tǒng)性敲低、敲除或過表達(dá)來確定，此實(shí)驗(yàn)方法被稱為功能基因組學(xué)，目前是眾多生物學(xué)研究領(lǐng)域的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)工具，如藥物靶點(diǎn)鑒定、耐藥性、宿主-病原互作和生物通路分析等。因此，功能基因高通量篩選文庫應(yīng)運(yùn)而生，今天聚焦96/384孔板陣列核酸片段文庫，來看看這類文庫的高通量篩選流程及其多重應(yīng)用方向。
陣列核酸片段文庫
將siRNA、sgRNA與自動(dòng)化、生物分析、高內(nèi)涵數(shù)據(jù)捕獲和生物統(tǒng)計(jì)分析相結(jié)合，篩選表型讀數(shù)可在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備上進(jìn)行，如酶標(biāo)儀；也可選用多種終點(diǎn)分析法，如比色、熒光或發(fā)光測(cè)定來評(píng)估細(xì)胞增殖、蛋白分泌、報(bào)告基因活性和凋亡誘導(dǎo)等情況。
1.產(chǎn)品特點(diǎn)
●類型豐富：提供人、小鼠全基因組和各基因家族siRNA, sgRNA文庫
●效果保證：
①siRNA：每個(gè)基因提供4條siRNA，保證mRNA水平上每個(gè)基因的4條siRNA中有3條有≥75%沉默效率
②sgRNA：每個(gè)基因提供3條sgRNA，保證每條sgRNA都能成功編輯目標(biāo)位點(diǎn)
●應(yīng)用廣泛：適用于多種表型篩選，避免不同狀態(tài)細(xì)胞間的旁分泌作用
●定制靈活：可挑選感興趣基因定制
ON-TARGETplus siRNA顯著降低脫靶效應(yīng)，同時(shí)保持高水平的靶基因敲低作用
在人的原代CD4+ T細(xì)胞中進(jìn)行Cas9 RNP電轉(zhuǎn)，每個(gè)基因使用一條預(yù)制sgRNA，流式細(xì)胞術(shù)分析對(duì)應(yīng)蛋白敲除效果
2.篩選操作流程
siRNA文庫反向轉(zhuǎn)染流程示意圖
3.應(yīng)用方向
| 文庫 | 篩選應(yīng)用方向 | 檢測(cè)方法 | 篩選結(jié)果 | 期刊 |
| 全基因組文庫 | HIV感染相關(guān)宿主蛋白[1] | IF + automated Image Express Micro (IXM) microscope(成像) + Metamorph Cell Scoring softwareProgram(圖像分析) | 鑒定超過250個(gè)HIV依賴因子 | Science. 2008 |
| 甲型流感、西尼羅河病毒、登革熱病毒感染相關(guān)宿主因子[2] | 鑒定超過120個(gè)相關(guān)宿主因子，其中IFITM蛋白能夠有效抵抗病毒感染 | Cell. 2009 | ||
| 去泛素化酶亞庫 | 調(diào)節(jié)雌性激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因--乳腺癌[3] | qPCR | PSMD14的敲低有效抑制TFF1（雌激素信號(hào)活性指標(biāo)） | Oncogene. 2023 |
| 穩(wěn)定SNAI2表達(dá)的基因--乳腺癌[4] | Western blot | USP20的敲低能夠顯著降低SNAI2表達(dá)水平 | Genes Dev. 2020 | |
| 調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)內(nèi)穩(wěn)態(tài)相關(guān)基因--癌癥和神經(jīng)系統(tǒng)疾病[5] | S9.6 immunostaining signal + MetaXpress® software | USP11的敲低有效降低解旋酶穩(wěn)態(tài)水平，從而減少R-loop溶解 | Nat Commun. 2021 | |
| 細(xì)胞纖毛生成相關(guān)基因--細(xì)胞周期[6] | 纖毛生成百分比 | USP8的敲低顯著誘導(dǎo)纖毛生成 | Nat Commun. 2018 | |
| 調(diào)節(jié)炎性小體活動(dòng)相關(guān)基因--炎癥[7] | ELISA | USP50的敲低顯著減少IL-1β分泌，是炎癥小體活化的正向調(diào)節(jié)因子 | FEBS Lett. 2017 | |
| 成藥基因組亞庫 | 調(diào)節(jié)parkin募集的相關(guān)基因--帕金森[8] | Hochest stain + InCell Analyzer 1000 | 結(jié)合小分子化合物篩選，發(fā)現(xiàn)UBE2N能夠調(diào)節(jié)有絲分裂途徑中的parkin募集和下游事件 | J Biol Chem. 2020 |
| 表觀遺傳亞庫 | 肉瘤相關(guān)皰疹病毒感染宿主限制因子[9] | qPCR | KDM2B，NuRD和 Tip60-R 可通過抑制 RTA 的表達(dá)抑制 KSHV 的裂解周期 | PLoS Pathog. 2020 |
| 蛋白激酶亞庫 | 嚴(yán)重急性呼吸綜合癥中病原宿主相關(guān)因子[10] | Berthold Mithras LB 940 + CellTiter 96 AQueous | 篩選得到28個(gè)抗病毒作用基因，10個(gè)促病毒作用基因 | J Virol. 2015 |
*這里以siRNA文庫為例，更多sgRNA文庫應(yīng)用案例可自行檢索
4.優(yōu)寧維文庫好物推薦
| 文庫名稱（人*） | siRNA（基因數(shù)） | sgRNA（基因數(shù)） |
| Genome | ~19000 | 19037 |
| Druggable Genome | 7553 | 8340 |
| Cell Cycle Regulation | 131 | / |
| Cytokine Receptors | 116 | / |
| Deubiquitinating Enzymes | 98 | / |
| DNA Damage Response | 240 | / |
| Drug Targets | 4786 | 3686 |
| Epigenetics | 835 | / |
| G Protein-Coupled Receptors | 390 | 390 |
| Ion Channels | 349 | 417 |
| Membrane Trafficking | 140 | / |
| Nuclear Receptors | 49 | / |
| Phosphatases | 254 | 256 |
| Proteases | 478 | 527 |
| Protein Kinases | 709 | 746 |
| Transcription Factors | 1525 | 1580 |
| Tyrosine Kinases | 88 | / |
| Ubiquitin Conjugation Subset 1 | 88 | / |
| Ubiquitin Conjugation Subset 2 | 115 | / |
| Ubiquitin Conjugation Subset 3 | 387 | / |
| Ubiqutin Enzymes | 688 | 738 |
| 定制文庫 | ≥5個(gè)基因 | ≥6個(gè)基因 |
*還可提供小鼠相關(guān)文庫，可聯(lián)系您身邊的優(yōu)寧維銷售進(jìn)一步咨詢
Reference
1.Brass, Abraham L et al. “Identification of host proteins required for HIV infection through a functional genomic screen." Science (New York, N.Y.) vol. 319,5865 (2008): 921-6. doi:10.1126/science.1152725
2.Brass, Abraham L et al. “The IFITM proteins mediate cellular resistance to influenza A H1N1 virus, West Nile virus, and dengue virus." Cell vol. 139,7 (2009): 1243-54. doi:10.1016/j.cell.2009.12.017
3.Yang, Penghe et al. “PSMD14 stabilizes estrogen signaling and facilitates breast cancer progression via deubiquitinating ERα." Oncogene, 10.1038/s41388-023-02905-1. 29 Nov. 2023, doi:10.1038/s41388-023-02905-1
4.Li, Wenyang et al. “Deubiquitinase USP20 promotes breast cancer metastasis by stabilizing SNAI2." Genes & development vol. 34,19-20 (2020): 1310-1315. doi:10.1101/gad.339804.120
5.Jurga, Mateusz et al. “USP11 controls R-loops by regulating senataxin proteostasis." Nature communications vol. 12,1 5156. 15 Sep. 2021, doi:10.1038/s41467-021-25459-w
6.Kasahara, Kousuke et al. “EGF receptor kinase suppresses ciliogenesis through activation of USP8 deubiquitinase." Nature communications vol. 9,1 758. 22 Feb. 2018, doi:10.1038/s41467-018-03117-y
7.Lee, Jae Young et al. “The deubiquitinating enzyme, ubiquitin-specific peptidase 50, regulates inflammasome activation by targeting the ASC adaptor protein." FEBS letters vol. 591,3 (2017): 479-490. doi:10.1002/1873-3468.12558
8.Scott, Helen L et al. “A dual druggable genome-wide siRNA and compound library screening approach identifies modulators of parkin recruitment to mitochondria." The Journal of biological chemistry vol. 295,10 (2020): 3285-3300. doi:10.1074/jbc.RA119.009699
9.Naik, Nenavath Gopal et al. “Epigenetic factor siRNA screen during primary KSHV infection identifies novel host restriction factors for the lytic cycle of KSHV." PLoS pathogens vol. 16,1 e1008268. 10 Jan. 2020, doi:10.1371/journal.ppat.1008268
10.de Wilde, Adriaan H et al. “A Kinome-Wide Small Interfering RNA Screen Identifies Proviral and Antiviral Host Factors in Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus Replication, Including Double-Stranded RNA-Activated Protein Kinase and Early Secretory Pathway Proteins." Journal of virology vol. 89,16 (2015): 8318-33. doi:10.1128/JVI.01029-15
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