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基因编辑用酶的定制开发

Cas核酸酶是CRISPR-Cas系统的核心组成部分,是一类RNA引导的核酸内切酶。Cas核酸酶利用向导RNA精确识别目标核酸,随后高效地切割目标核酸分子。在众多Cas酶中,Cas9、Cas12a和Cas13a等,因其卓越的性能,在基因编辑和体外诊断等多个领域已经得到了广泛的应用。

服务详情

应用领域 1、基因编辑
2、CRISPR检测
周期/价格   在线咨询
球盟会生物基因积累了多年的Cas酶开发经验和搭建了成熟的蛋白表达纯化平台,可提供基因编辑用酶的定制服务。利用软件辅助设计和优化基因编辑用酶,并采用自主研发的Fish/Bait一步纯化技术,简化了蛋白纯化流程,显著提高了目标蛋白的回收率和纯度,确保了编辑用酶的高活性。
 
 
 

服务优势

多年基因编辑经验
根据客户需求定制基因编辑用酶
多年CRISPR检测经验
根据客户需求定制CRISPR检测用酶
交付灵活
多种类多规格可选

技术路线

已开发产品种类/类型

  Spcas9 Lbcas12a Aapcas12b Lbucas13a Lwacas13a
PAM/PFS 5’-NGG-3’ 5’-TTTV-3’ 5’-TTN-3’ None None
None dsDNA dsDNA or ssDNA dsDNA or ssDNA ssRNA ssRNA
Cis-cleavage dsDNA dsDNA or ssDNA dsDNA or ssDNA ssRNA ssRNA
Trans-cleavage None ssDNA ssDNA ssRNA ssRNA
     
       SpCas9是一种依赖于sgRNA引导的 DNA内切核酸酶。在靶标DNA存在PAM(5’-NGG-3’)的情况下,SpCas9 Nuclease能在sgRNA引导下特异性结合并切割靶标dsDNA,使DNA双链断裂并生成平末端。其切割位点位于目标序列target sequence内,距离PAM 3个碱基的位置。SpCas9不仅可用于基因编辑,还可应用于体外靶标 DNA 的切割、目的片段的克隆等实验。
 
       LbCas12a是一种依赖crRNA介导的核酸内切酶,在靶标双链DNA存在PAM((5’-TTTV-3’)序列的情况下,LbCas12a能在crRNA介导下特异性识别并切割双链DNA,而LbCas12a 特异性切割靶标单链DNA不依赖PAM序列。LbCas12a-crRNA复合物与互补dsDNA或ssDNA结合后,其非特异性ssDNA反式切割活性被激活,顺利获得设计两端标记荧光基团或其它小分子标记的Reporter ssDNA,可实现Cas12a对DNA模板的检测和信号放大,可顺利获得荧光仪和试纸条观察结果。
 
       AapCas12b核酸酶是一种依赖 sgRNA介导的核酸内切酶,在靶标双链DNA存在PAM(5’-TTN-3’)序列的情况下,由sgRNA介导特异性识别并切割双链DNA,而AapCas12b特异性切割靶标单链DNA则不依赖PAM序列。AapCas12b-crRNA复合物与互补的dsDNA或者ssDNA结合后,其非特异性ssDNA反式切割活性被激活。AapCas12b的最佳反应温度为60℃,因此适合与环介导等温扩增(LAMP)联用。
 
       LbuCas13a是一种由crRNA介导的核酸内切酶,对PAM(PFS)位点无依赖性。在crRNA识别并切割靶标RNA时,Lbucas13a的反式切割活性被激活,可非特异切割体系中单链 RNA(ssRNA)。顺利获得设计两端标记荧光基团或者其他标记物的RNA探针,可实现对RNA模板的检测和信号放大,可顺利获得荧光仪或试纸条观察结果。
 
       LwaCas13a是一种由crRNA介导的核酸内切酶,与LbuCas13a一样,对PAM(PFS)位点无依赖性。在crRNA识别并切割靶标RNA时,Lwacas13a的反式切割活性被激活,可实现对体系中的ssRNA的非特异切割。顺利获得设计两端标记荧光基团或者其他标记物的RNA探针,可实现CRISPR/Cas13a对RNA模板的检测和信号放大。可顺利获得荧光仪或试纸观察结果。
 
 

数据案例

 

顺利获得活性测试,对比球盟会生物基因提供的基因编辑用酶与竞品的性能。

反应体系中添加待检Target模板、Cas酶、crRNA和荧光探针,当crRNA与Cas酶组装成功能复合物并识别Target模板后,会激活Cas酶的反式切割活性并切割荧光探针释放出荧光信号,顺利获得荧光值来反映酶的性能。左图和右图是分别针对Lbucas12a和Lwacas3a两种酶进行测试,结果显示,球盟会生物基因提供的酶的荧光强度更强,切割活性与灵敏性明显更优。

 

Advantage and Characteristic

Optimazied Strategy
We have create a unique sgRNA Design Logic
Optimazied Strategy
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精选客户文章

IF=50.5
nature

全球超过一半的肝细胞癌(HCC)病例发生在中国,但现在针对中国人群中乙型肝炎病毒(HBV)相关HCC的全基因组分析研究非常有限。为了突破这种限制,研究人员启动了“中国肝癌图谱项目”(CLCA),旨在对中国人群中的HCC进行大规模的全基因组分析以理解其独特的发病机制和进化过程。该项目对494例HCC肿瘤样本进行了深度全基因组测序(平均测序深度为120×),并分析了匹配的对照血液样本,揭示了HBV相关HCC的详细基因组特征。研究发现,除了已知的编码区驱动基因(如TP53和CTNNB1)外,还存在6个新的编码区驱动基因(包括FGA)和31个非编码区驱动基因。此外,研究还揭示5种新的突变特征(包括SBS_H8),以及HBV整合形成细胞外环状DNA(ecDNA)的现象,这些ecDNA可导致癌基因扩增和表达增加。顺利获得功能验证实验,研究人员证实了FGA、PPP1R12B和KCNJ12等基因的突变能够显著影响HCC细胞的增殖、迁移和侵袭能力。这项研究结果不仅丰富了人们对HCC基因组学的理解,也为HCC的诊断和治疗提供了新的潜在靶点。

候选驱动因子概况

IF=27.4
Advanced material

肌腱损伤急性炎症期中,巨噬细胞过度激活会导致编码骨桥蛋白OPN的SPP1过表达,影响组织再生。CRISPR-Cas13由于具有RNA编辑和快速降解的能力,在组织修复方面具有巨大潜力,但缺乏合适有效的递送方法。对此,研究人员系统筛选了针对巨噬细胞的阳离子聚合物,开发了一种能够高效递送Cas13核糖核蛋白复合物(Cas13 RNP)进入巨噬细胞的纳米簇载体。顺利获得反应性氧种(ROS)响应性释放机制,该系统能够在肌腱损伤的急性炎症微环境中特异性抑制巨噬细胞中SPP1的过表达。实验结果表明,这种靶向策略显著减少了损伤诱导的SPP1产生巨噬细胞的出现,降低了成纤维细胞的激活,并减轻了肌腱周围的粘连形成。此外,该研究还揭示了SPP1顺利获得CD44/AKT信号通路促进成纤维细胞活化和迁移的机制,并顺利获得抑制这一通路有效缓解了肌腱损伤后的粘连问题。

用于PA治疗的巨噬细胞免疫微环境激活mRNA编辑策略的示意图

IF=12.8
Biomaterials

脊髓损伤(SCI)是一种导致感觉自主神经和运动功能的永久性损害的严重致残性疾病。干细胞疗法,尤其是间充质干细胞(MSCs),在SCI治疗中展现出巨大潜力但其再生能力有限,这限制了其在组织再生中的应用。研究团队观察到ABPCs衍生的EVs(EVsABPC)可能携带促进组织再生的生物活性信号,因此他们从鹿角芽基祖细胞(ABPCs)中提取并修饰了细胞外囊泡(EVsABPC),并将其应用于脊髓损伤(SCI)的治疗研究。研究人员发现EVsABPC能够显著增强神经干细胞(NSCs)的增殖,促进轴突生长,减少神经元凋亡,并顺利获得调节炎症反应将巨噬细胞从促炎的M1型极化为抗炎的M2型。此外,经过工程化改造的EVsABPC(顺利获得激活细胞穿透肽修饰)能够更有效地靶向SCI损伤部位,显著改善神经再生和运动功能恢复。这些结果表明,EVsABPC是一种极具潜力的SCI治疗候选方案。

图解摘要

IF=12.2
Journal of Hazardous Materials

S-异丙甲草胺(S-MET)是我国生产和使用量最大的除草剂之一,其化学特性导致其可在土壤中持久存在以及容易顺利获得淋溶和沉降污染地表水和地下水,最终影响植物生长和顺利获得食物链危害人类生命健康。鉴于现有检测方法的局限性和对高效分析技术的迫切需求,该研究以S-metolachlor为对象,利用哺乳动物表达系统生成相关重组抗体。在成功表达抗体的基础上,成功建立了基于这些抗体的免疫分析方法,用于监测环境水样中的S-异丙甲草胺残留。icELISA结果显示,重组抗体的灵敏度和特异性与亲本单抗相似,可保持原有的生物学活性,对于江水、农田水和自来水中的S-MET,具有良好的准确性和重复性。

图解摘要

IF=10.7
Biosensors and Bioelectronics

微小RNA(miRNA)是一类小的非编码RNA分子,顺利获得与特定靶基因的信使RNA(mRNA)相互作用来调控基因表达。miRNA在多种疾病的发生、开展过程中扮演着重要角色,被认为是极具潜力的疾病生物标志物。该研究利用CRISPR/Cas12a开发了一种为DBmRCA的新型miRNA检测技术。该技术利用无连接酶的哑铃探针和高灵敏度的CRISPR/Cas12a信号输出策略,实现了在30分钟内对miRNA的高精度定量分析。研究团队顺利获得临床样本验证了该技术的有效性,发现miR-200a和miR-126在肺癌组织中的表达水平显著降低,且该技术与传统方法结果一致。DBmRCA技术具有时间效率高、灵敏度强和操作流程简化等优点,为临床miRNA分析提供了一种可靠的工具,有望助力肺癌的早期诊断和治疗。

图解摘要

参考文献

DOI:10.1038/s41586-024-07054-3

全球超过一半的肝细胞癌(HCC)病例发生在中国,但现在针对中国人群中乙型肝炎病毒(HBV)相关HCC的全基因组分析研究非常有限。为了突破这种限制,研究人员启动了“中国肝癌图谱项目”(CLCA),旨在对中国人群中的HCC进行大规模的全基因组分析以理解其独特的发病机制和进化过程。该项目对494例HCC肿瘤样本进行了深度全基因组测序(平均测序深度为120×),并分析了匹配的对照血液样本,揭示了HBV相关HCC的详细基因组特征。研究发现,除了已知的编码区驱动基因(如TP53和CTNNB1)外,还存在6个新的编码区驱动基因(包括FGA)和31个非编码区驱动基因。此外,研究还揭示5种新的突变特征(包括SBS_H8),以及HBV整合形成细胞外环状DNA(ecDNA)的现象,这些ecDNA可导致癌基因扩增和表达增加。顺利获得功能验证实验,研究人员证实了FGA、PPP1R12B和KCNJ12等基因的突变能够显著影响HCC细胞的增殖、迁移和侵袭能力。这项研究结果不仅丰富了人们对HCC基因组学的理解,也为HCC的诊断和治疗提供了新的潜在靶点。

候选驱动因子概况

DOI:10.1002/adma.202311964

肌腱损伤急性炎症期中,巨噬细胞过度激活会导致编码骨桥蛋白OPN的SPP1过表达,影响组织再生。CRISPR-Cas13由于具有RNA编辑和快速降解的能力,在组织修复方面具有巨大潜力,但缺乏合适有效的递送方法。对此,研究人员系统筛选了针对巨噬细胞的阳离子聚合物,开发了一种能够高效递送Cas13核糖核蛋白复合物(Cas13 RNP)进入巨噬细胞的纳米簇载体。顺利获得反应性氧种(ROS)响应性释放机制,该系统能够在肌腱损伤的急性炎症微环境中特异性抑制巨噬细胞中SPP1的过表达。实验结果表明,这种靶向策略显著减少了损伤诱导的SPP1产生巨噬细胞的出现,降低了成纤维细胞的激活,并减轻了肌腱周围的粘连形成。此外,该研究还揭示了SPP1顺利获得CD44/AKT信号通路促进成纤维细胞活化和迁移的机制,并顺利获得抑制这一通路有效缓解了肌腱损伤后的粘连问题。

用于PA治疗的巨噬细胞免疫微环境激活mRNA编辑策略的示意图

DOI:10.1016/j.biomaterials.2022.121990

脊髓损伤(SCI)是一种导致感觉自主神经和运动功能的永久性损害的严重致残性疾病。干细胞疗法,尤其是间充质干细胞(MSCs),在SCI治疗中展现出巨大潜力但其再生能力有限,这限制了其在组织再生中的应用。研究团队观察到ABPCs衍生的EVs(EVsABPC)可能携带促进组织再生的生物活性信号,因此他们从鹿角芽基祖细胞(ABPCs)中提取并修饰了细胞外囊泡(EVsABPC),并将其应用于脊髓损伤(SCI)的治疗研究。研究人员发现EVsABPC能够显著增强神经干细胞(NSCs)的增殖,促进轴突生长,减少神经元凋亡,并顺利获得调节炎症反应将巨噬细胞从促炎的M1型极化为抗炎的M2型。此外,经过工程化改造的EVsABPC(顺利获得激活细胞穿透肽修饰)能够更有效地靶向SCI损伤部位,显著改善神经再生和运动功能恢复。这些结果表明,EVsABPC是一种极具潜力的SCI治疗候选方案。

图解摘要

DOI:10.1016/j.jhazmat.2021.126305

S-异丙甲草胺(S-MET)是我国生产和使用量最大的除草剂之一,其化学特性导致其可在土壤中持久存在以及容易顺利获得淋溶和沉降污染地表水和地下水,最终影响植物生长和顺利获得食物链危害人类生命健康。鉴于现有检测方法的局限性和对高效分析技术的迫切需求,该研究以S-metolachlor为对象,利用哺乳动物表达系统生成相关重组抗体。在成功表达抗体的基础上,成功建立了基于这些抗体的免疫分析方法,用于监测环境水样中的S-异丙甲草胺残留。icELISA结果显示,重组抗体的灵敏度和特异性与亲本单抗相似,可保持原有的生物学活性,对于江水、农田水和自来水中的S-MET,具有良好的准确性和重复性。

图解摘要

DOI:10.1016/j.bios.2024.116676

微小RNA(miRNA)是一类小的非编码RNA分子,顺利获得与特定靶基因的信使RNA(mRNA)相互作用来调控基因表达。miRNA在多种疾病的发生、开展过程中扮演着重要角色,被认为是极具潜力的疾病生物标志物。该研究利用CRISPR/Cas12a开发了一种为DBmRCA的新型miRNA检测技术。该技术利用无连接酶的哑铃探针和高灵敏度的CRISPR/Cas12a信号输出策略,实现了在30分钟内对miRNA的高精度定量分析。研究团队顺利获得临床样本验证了该技术的有效性,发现miR-200a和miR-126在肺癌组织中的表达水平显著降低,且该技术与传统方法结果一致。DBmRCA技术具有时间效率高、灵敏度强和操作流程简化等优点,为临床miRNA分析提供了一种可靠的工具,有望助力肺癌的早期诊断和治疗。

图解摘要

FAQ

一般CRISPR相关试剂以及Cas蛋白可以存放多久?
CRISPR检测相关试剂:
①RPA恒温扩增试剂盒于-20℃保存,可长期存放。
②靶标质粒可长期存放-20℃ ③ Cas蛋白反复冻融容易影响活性,建议分装多管,存放-80℃,根据实验需要取出使用。另外,短期内使用的,可放-20℃保存。
③crRNA容易降解,建议短时间内用不到的于-80℃保存。
④探针是DNA双链,相对来说没有那么容易降解,可放-20℃保存。
双链DNA靶标和单链DNA靶标均能激活Cas12a的反式剪切活性(trans-cleavage,又名collateral cleavage),这点与Cas12b相同。但不同的是,ssDNA靶标激发Cas12b反式活性的效率高于dsDNA靶标;而dsDNA靶标激发Cas12a反式活性的效率高于ssDNA靶标。
Cas9、Cas12和Cas13三者的主要区别在于作用过程有差异:
Cas12与guide RNA、target DNA结合后会被激发针对ssDNA的反式剪切活性;Cas13与guide RNA、target RNA结合后会被激发针对ssRNA的反式剪切活性;而Cas9暂未被报道反式剪切活性。

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