2022年7月22日，上海科技大學生命學院池天課題組，在線發(fā)表學術論文“Large-Scale Multiplexed Mosaic CRISPR Perturbation in the Whole Organism"（最新影響因子：66.850）。

　　生命學院池天課題組2016級博士劉波（已畢業(yè)）、2018級博士生荊征宇、2019級博士生張校銘、2014級博士陳玉鑫（已畢業(yè)）、2015級博士毛少帥（已畢業(yè)）為本文共同第一作者。

　　池天教授為通訊作者。

　　上?？萍即髮W為第一完成單位。本工作得到孫建龍、林照博、黃行許實驗室的幫助。

文章簡介

　　本篇文章報道了一種嶄新的小鼠基因打靶技術iMAP（inducible Mosaic Animal for Perturbation），快速鑒定了90個基因在39種組織的基本功能，構建了世界首張小鼠“擾動圖譜"。

　　早在2001年，國際人類基因組計劃就公布了人類基因組序列。但目前為止，約兩萬個哺乳動物蛋白編碼基因在500多種細胞中的功能仍鮮為人知。要解碼這些基因的細胞特異性功能，必須將其分別在各種細胞中敲除（擾動）再鑒定其細胞表型，即描繪“擾動圖譜"。但用傳統(tǒng)的基因打靶方法，無法快速有效地描繪擾動圖譜，成為功能基因組學領域久攻不下的瓶頸。池天課題組的成果為突破上述瓶頸、系統(tǒng)性解碼全部基因在各種細胞中的功能，邁出了關鍵一步。

　　iMAP融合了Cre-loxP和CRISPR-Cas9技術，其核心組成部分是一個轉基因序列，它由U6啟動子和下游一串gRNA表達單位構成。轉基因通常只表達第?個sgRNA，而利用藥物（他莫昔芬）激活Cre，導致轉基因重組，可使其余的sgRNA也得以表達，但每個細胞只隨機表達其中?個。這些sgRNA可在Cas9的幫助下敲除相應的靶基因，從而將小鼠轉化為嵌合體。利用這種嵌合體，可同時鑒定多個基因分別在多種細胞里的功能，也可衍生出多種傳統(tǒng)的單基因敲除品系用于后續(xù)實驗。

圖1. iMAP原理

　　研究團隊首先構建了一個iMAP品系，它攜帶61個gRNA 表達單位，共靶向6個功能已知的標志基因。該品系證明了iMAP的魯棒性，包括展示轉基因起碼能穩(wěn)定傳13代。隨后構建的iMAP品系攜帶100個gRNA表達單位，靶向90個功能不甚清晰的基因，以此構建了一個微型擾動圖譜，揭示了這90個基因分別在39個組織/細胞中對細胞存活、擴增、分化的影響。

圖2. 微型擾動圖譜。展示100個sgRNA分別在39個組織/細胞類型中的豐度

　　研究團隊還進一步通過簡單的配繁，從iMAP鼠衍生出多個傳統(tǒng)的單基因敲除品系，證明了iMAP 的另一重要用途。

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——以上圖片截自期刊
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