sgRNAcas9软件图形用户界面开发及应用.pdfVIP

Hereditas (Beijing) 2015 年 10 月, 37(10): 1061―1072 技术与方法 sgRNAcas9 软件图形用户界面开发及应用 1 3 1 2 1 1 1 赵长志 ，张懿 ，李广磊 ，陈济良 ，李京津 ，任瑞敏 ，倪攀 ， 赵书红 1 ，谢胜松1,2 1. 华中农业大学，农业动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室，武汉 430070 ； 2. 华中农业大学，动物医学院动物生理生化教研室，武汉 430070 ； 3. 中国人民解放军第161 医院妇产科，武汉 430010 摘要 : CRISPR/Cas9 系统介导的基因组编辑技术是新一代功能强大的基因修饰技术。然而，脱靶效应(Off-target effects)是目前CRISPR/Cas9 技术面临的最大问题。因此，设计脱靶风险低的sgRNA(single guide RNA)就成为 关键。sgRNAcas9 是一款专门用于sgRNA 设计和评估脱靶效应的软件包。针对其核心运行程序，我们利用Java 程序语言开发了其图形用户界面。此外，依据脱靶位点碱基数和sgRNA 种子序列(seed sequences) 的特异性， 通过设置不同的风险等级对sgRNA 的脱靶效应进行评估。随后，利用此软件设计了34 124 条靶向人、小鼠、 大鼠、猪和鸡中共4691 个microRNA(miRNA)前体的sgRNAs 。此外，随机挑选了一个靶向人miR-206 前体的 sgRNA 进行脱靶效应评估和验证。结果发现，sgRNAcas9 软件人机交互界面友好，大多数miRNA 前体可通过 该软件寻找到 sgRNA ，且他们的 GC%含量范围集中于 40%~60% 。利用 sgRNAcas9 软件设计的靶向 miR-206 的sgRNA ，其基因组编辑活性和脱靶位点可被实验验证。本研究表明 sgRNAcas9 图形用户界面软件能针对任 意物种设计特异性的sgRNA ，其可在BiooTools(/) 网站下载。 关键词 : CRISPR/Cas9；sgRNAcas9 软件；基因组编辑；miRNA ；计算机辅助设计 Development of a graphical user interface for sgRNAcas9 and its application 1 3 1 2 1 1 Changzhi Zhao , Yi Zhang , Guanglei Li , Jiliang Chen , JingJin Li , Ruimin Ren , 1 1 1,2 Pan Ni , Shuhong Zhao , Shengsong Xie 1. Key Lab of Agricultural Animal Genetics, Breeding, and Reproduction of Ministry of Education, Huazhong Agricultural Univer- sity, Wuhan 430070, China 2. Department of Animal Physiology and Biochemistry, College of Veterinary Medicine, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China; 3. Department of Obstetrics and Gynecology, No.161 Hospital of PLA, Wuhan 430010, China Abstract: The CRISPR/Cas9 genome editing technique is a powerful tool for researchers. However, off-target 收稿日期: