dCas9-DNMT3A-通过修饰的CRISPR Cas9系统甲基化DNA

 

与基于组蛋白的细胞表型控制不同，DNA甲基化对基因表达的影响更为稳定和长期。基于dCas9的甲基化系统不仅具有跨物种能力，而且对CpG甲基化不敏感。这与基于TALE的系统形成对比，后者由于其CpG甲基化敏感性而不适合哺乳动物启动子的表观遗传操作。

dCas9-DNMT3A由Vojta等人开发，该系统涉及dCas9（通过灵活的Gly4Ser接头）与DNMT3A的催化结构域的融合，DNMT3A是能够在体内甲基化CpG位点的活性DNA甲基转移酶。该dCas9-DNMT3A系统成功诱导了HEK293细胞中BACH2启动子上游和下游的位点特异性CpG甲基化，甲基化活性的最高浓度（60％）位于PAM序列下游27bp处。当靶向IL6ST启动子时，类似地观察到这一点。转染后10天内两种基因的表达水平均显着降低。此外，通过dCas9-DNMT3A与汇集的sgRNA同时靶向多个基因特异性位点导致甲基化的协同效应，将甲基化加强2倍并且甚至更多地放大该系统的基因沉默能力。

自其发展以来，dCas9-DMNT3A也被用于直接甲基化CDKN1A和2A肿瘤抑制基因的启动子，其高甲基化与几种癌症相关。该研究的作者观察到CDKN1A启动子的甲基化导致CDKN1A的表达降低和转导细胞增殖的相应增加，进一步证明该系统用于功能基因组学研究。该构建体将具有许多用于表观基因组编辑和调节的潜在应用，而不会引起表观基因组的全局改变。