对于CRISPR/Cas9基因编辑的敲除效率验证,为什么不建议使用qPCR或WB方法?

CRISPR/Cas9介导的基因敲除可以在靶位点创造DNA双链断裂(DSB),再通过细胞的非同源末端连接(NHEJ)进行修复,导致永久突变 ,如在修复位点产生小插入或缺失。某些突变会产生移码,终止密码子提前出现等,从而导致靶基因功能缺失。

此时使用qPCR检测敲除后的靶基因表达水平,仍有可能检测到该基因转录的mRNA分子。这是因为编码基因的mRNA降解效率受诸多因素影响,比如敲除后的提前终止密码子与起始密码子的距离过短,无意义机制介导的mRNA降解(NMD)效率将显著降低,此时细胞中的mRNA水平表现出没有非常明显的下降,导致qPCR结果无法印证DNA水平的基因敲除效果。

在蛋白水平上,如果蛋白在翻译阶段跳过了被敲除的外显子,蛋白仍然可以表达,特别是对于分子量较大的蛋白,一个大小很小的外显子被编辑后,WB上无法观察到显著的区别。此外细胞也具有翻译重起始机制(Reinitiation),当该机制激活时,也将补偿被编辑的蛋白表达。这些因素都将导致WB无法印证基因敲除的效果。

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