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主页应用基因组学功能基因组学筛选

功能基因组学筛选

具备阵列或混合文库的功能基因组学筛选

功能基因组学可以帮助人们分析发现基因的功能及其所参与的生化、细胞和生理学途径。利用已知的完整基因组序列,结合成熟的可编程工具进行基因组修饰,可在全基因组范围内实现这些分析。通常,基因组学筛选的基本目标是通过针对性地对基因功能进行修饰来理解特定表型出现的原因。在细胞或生物体中缺失或调节个别基因后,可通过精密的实验直接或间接地观察到其表型或行为的变化。通过功能基因组学筛选,可以以系统和并行的方式进行上述分析,从而阐明复杂的途径和疾病状态并促进新型药物靶标的鉴定。

功能基因组学通过两种基本方式将遗传学与表型联系起来。一种是正向遗传学筛选,涉及很多基因的修饰、具有目标表型的细胞或生物体的选择以及对导致表型变化的基因调节的鉴定。另一种是逆向遗传筛选,可在特定基因或基因组合被破坏后对细胞或生物体的表型进行分析。


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相关实验方案


得益于基因编辑、基因沉默、基因调节、下一代测序(NGS)和表型筛选技术的进步,研究人员可在多种模型系统中高效地进行功能基因组筛选。

  • RNA干扰(RNAi):长双链RNA(dsRNA)、合成小干扰RNA(siRNA)和短发夹RNA(shRNA)等多种类型的RNAi试剂都可用于基因沉默。还可通过直接转染调节因子(siRNA和dsRNA)、转染可编码启动子驱动的shRNA的DNA、或病毒转导法(使用带有克隆的shRNA盒的慢病毒构建体)导入细胞。 dsRNA和siRNA可用于阵列筛选中进行高通量筛选,而shRNA可以在阵列或混合筛选中导入细胞群体以进行高通量分析,其中混合筛选使用下一代测序(NGS)进行反卷积。
  • CRISPR-Cas系统:CRISPR(成簇规律间隔短回文重复序列)系统可用于操纵哺乳动物细胞的基因组、转录组和表观基因组。在CRISPR-Cas9基因编辑中,Cas9核酸酶可通过向导RNA靶向特定位点。根据不同Cas9变体,CRISPR可通过引入移码突变、抑制转录机制、募集转录因子等方式来激活表达、诱导靶向点突变或修饰表观遗传标记物,从而对转录物的产生进行基因沉默。与RNAi相似,CRISPR可以作为RNP复合体直接引入阵列筛选中,也可以作为质粒DNA或慢病毒引入混合和阵列筛选中应用。总之,CRISPR混合物、文库和阵列有助于通过功能强大的高通量基因筛选进行功能分析。另外,无核酸酶的CRISPR系统将无酶活性的dCas9与激活(CRISPRa)或抑制(CRISPRi)基因转录的转录效应子相结合可控制基因表达的增减,所以也能进行基因组调节筛选。