sgRNAcas9软件图形用户界面开发及应用

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34124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(http：//www.biootools.com/)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

分类号：TP3;U45

资助基金：国家转基因重大专项项目2014ZX08006-005;广东省分子与细胞工程育种团队2011A020102003;国家自然科学基金项目31301226;中央高校基本科研业务费专项资金资助项目2662015BQ004和2662015BQ005

在线出版日期：2015-11-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1061-1072