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8 人阅读发布时间:2026-08-25 16:36
想敲掉一条 lncRNA,很多人照着 mRNA 那套"敲几个碱基造成移码"的思路去做,结果根本不奏效。结论先说:lncRNA 没有编码蛋白功能,移码突变这套对它没用;真正能用的只有两条路——全基因座敲除,或者敲掉它的启动子。
想敲掉一条 lncRNA,很多人照着 mRNA 那套"敲几个碱基造成移码"的思路去做,结果根本不奏效。
lncRNA 是 RNA 三宝(miRNA、lncRNA、circRNA)里的一类,长度超过 200 nt、没有开放阅读框(ORF),本身不编码蛋白。编码基因敲除靠的是在编码区制造移码、让蛋白读错从而失活,但 lncRNA 压根没有"框"可言,你往里插删几个碱基,它还是一条 RNA,功能未必受影响。
所以 lncRNA 的下调不能走移码路线。CRISPR/Cas9 介导 lncRNA-KO 最大的优势,恰恰是不受 lncRNA 自身"能不能移码"这个特征限制,直接从基因组层面把整段序列拿走,做到真正的敲除。
路线一:敲除启动子。基因要转录总得有启动子,把启动子区切掉,lncRNA 就失去转录活性、表达不出来了。这条路线改动范围相对小,但要小心"备用启动子"——有些多外显子 lncRNA 在第一外显子下游还藏着潜在的备用启动子,主启动子敲了它照样能从下游接着转录,敲除直接失败。
路线二:全基因座敲除(双靶点删整段)。在两个 sgRNA 靶点分别落在 lncRNA 的转录起始端和终止端,CRISPR 把这一整段(外显子 + 内含子)从基因组上连根切除。阳性细胞里这条 lncRNA 整体消失,才是干净的 KO。为了提高成功率,常把双靶点甚至多靶点串联进同一载体再包病毒。吉凯有客户用串联靶点敲除 lncRNA 发了 Nature 文章(s41419-020-03095-4),就是这类思路。
lncRNA的“KO”要先明确你想破坏的是转录本、启动子还是整个基因座功能。 很多lncRNA没有经典蛋白编码框,单纯制造移码并不能等价于功能敲除,因此设计逻辑和蛋白编码基因不同。
| 维度 | 敲除启动子 | 全基因座双靶点敲除 |
|---|---|---|
| 改动范围 | 仅启动子小片段 | 整段 lncRNA 序列 |
| 优点 | 改动小、风险相对低 | 彻底、干净,无备用启动子隐患 |
| 风险点 | 下游可能藏备用启动子 | 大片段删除易误伤邻近序列 |
| 适合场景 | 启动子结构清晰的短 lncRNA | 多外显子、结构复杂 lncRNA |
| 验证逻辑 | 看表达是否归零 | 基因组扩增产物变小 |
| 风险/参数 | 大白话 | 怎么处理 | 常见要求 |
|---|---|---|---|
| 邻近基因 | 大片段删除可能误伤隔壁基因调控区 | 设计前核对基因组位置 | 以官方为准 |
| 备用启动子 | 主启动子没了下游还能转录 | 优先全基因座路线 | 以官方为准 |
| 多转录起始 | 一条 lncRNA 有多个 TSS | 双端靶点覆盖 | 以官方为准 |
| 内含子嵌套 | 内含子里还住着别的 ncRNA | 评估侧翼序列 | 以官方为准 |
| 验证方法 | 基因组抽提后 PCR 扩增 | NC 大/阳性小,电泳看条带 | 以官方为准 |
lncRNA 敲除不建议用 qPCR 定量看"敲减百分比"——敲除是基因组层面的缺失,RNA 水平不一定线性下降,看定量容易误判。正经做法是直接对感染后的细胞做基因组抽提,再在靶点两端设计引物做 PCR。
逻辑很直观:NC(未敲除)细胞里目的 lncRNA 整段还在,扩增产物很大,甚至超过 5k 常规酶扩不出来;阳性细胞因为整段被删了,扩增产物明显变小,跑胶能看到一条"小条带"就说明 KO 成功了。为了提特异性,常用巢式 PCR:先用外围引物扩,再拿外围产物当模板扩内围。最后还要挑多个单克隆分别鉴定,直到能稳定扩出阳性片段才算数。
lncRNA 敲除最怕的就是靶点没设计在要害位置、或者大段删除顺手把邻近基因也带走了。如果手里的 lncRNA 有多个转录本、结构又复杂,建议让有 lncRNA KO 经验的团队先帮你画好基因座图、定双靶点落点。顺带一句,需要体内实验的话,把 sgRNA 串联进慢病毒或 AAV 包装会比单次转染更稳,像三保一这类多靶点并行保障思路也可以借来降低失败率。
lncRNA的“KO”要先明确你想破坏的是转录本、启动子还是整个基因座功能。