為了確定哪種方法最適合您的實驗應用,以下是您應該考慮的一些事項。
基本原理
基因敲低載體表達shRNA抑制靶基因的mRNA,通過引發(fā)mRNA的切割抑制翻譯過程。shRNA敲低不改變靶基因的DNA序列。
CRISPR和TALEN都是通過指導核酸酶切割基因組中的特定靶位點來發(fā)揮作用。然后這些切割位點被細胞低效地修復,從而導致修復部位的永久性突變,比如產生基因的小片段插入或堿基缺失。這類突變的一部分會導致基因的閱讀框移碼、出現提前終止密碼子等,最終導致目的基因的功能喪失。如果同時靶向基因組中兩個相鄰緊密的切割位點(距離幾個kb),也可以導致其間區(qū)域的刪除。
效率
shRNA敲低永遠不會完全抑制靶基因的表達。即使對于最有效的shRNA,靶基因的一些殘留表達也會保留。相比之下,在一小部分經過處理的細胞群中,CRISPR和TALEN可以產生永久性突變,這可能導致基因功能完全喪失。
一致性和均一性
shRNA載體通常在轉染/轉導的細胞時獲得較好的均一性,實驗之間的一致性也較佳。相比之下,由于引入突變是隨機的,CRISPR和TALEN的基因編輯效果在細胞之間的差異相當大。為了完全敲除細胞中的目的基因,必須敲除細胞中基因的所有拷貝。鑒于正常細胞具有任何基因的兩個拷貝(X或Y連鎖基因除外),而癌細胞可以具有兩個以上的拷貝,這種完全敲除的細胞可能只占所有處理后的細胞的一小部分。出于這個原因,核酸酶介導的敲除實驗需要通過測序來篩選克隆,以確定所有目的基因拷貝都被敲除的子細胞群。
脫靶效應
已有報道表明shRNA介導的基因敲低和核酸酶介導的基因敲除均會產生脫靶效應。脫靶效應的表征可以通過使用多個不同的shRNA 靶向同一基因來評估。如果一個基因被在多個不同的shRNA作用下仍然表現出一致的表征,則這種表征通常則不是脫靶效應帶來的。對于CRISPR或TALEN基因敲除,應分析含有功能喪失突變的多個克隆,以包含可能由脫靶突變引起的任何表征。此外,可以對克隆進行脫靶位點測序,通過生物信息學方法鑒定以查看它們是否已發(fā)生突變。