技术手册

Technical Manual

手把手教你设计shRNA干扰载体

  2022-09-13       伊人小筑

常见的哺乳动物shRNA干扰载体:

1、质粒载体

2、慢病毒载体

3、腺病毒载体

4、AAV病毒载体

5、piggyBac载体

以上载体类型所使用的都是RNA聚合酶III类启动子:大家熟悉的人源和鼠源的U6启动子和人H1启动子。而转录终止子一般为5-6个T。这类载体shRNA长度一般为21bp,loop环为6bp。

结构:Target sequence (21 bp)+Loop sequence (6 bp默认: CTCGAG)+Guide sequence (21 bp)


举例:

1、质粒载体

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线性结构:

CCTAAGGTTAAGTCGCCCTCGCTCGAGCGAGGGCGACTTAACCTTAGG

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发夹结构:

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2、慢病毒载体

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shRNA 设计要点:

常规的shRNA加工过程会产生一个双链siRNA,每条链都能触发RNAi。这些siRNAs的功能链(引导链)随后载入到RISC复合体中,RISC复合体会将其引导到互补的靶位点并且催化靶mRNA的切割和降解。一个shRNA分子的引导序列经设计需要与靶序列完美互补。

 

shRNA常用资料库:

1. Sigma网站

Sigma公司做了一个针对人和小鼠的shRNA库,而且部分基因的shRNA序列经过验证,因此直接使用Sigma公司已验证过的RNAi序列最为方便。

首先打开网址:http://www.sigmaaldrich.com/life-science/functional-genomics-and-rnai/sirna/mission-predesigned-sirna.html 出现以下界面:

以NLRP3基因为例,直接输入基因名,点击search,出现以下界面:

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在Products中找到并点击shRNA选项,出现以下界面:

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注:建议选择CDS区的shRNA,3UTR基本不选,而且选择的每一条shRNA尽量在NCBI上做下BLAST,确保靶点的特异性。

2. Life Technologies网站

Life Technologies公司有个非常实用的在线shRNA设计软体,操作非常方便,而且设计出来的shRNA不需要再到NCBI上Blast,直接可以使用。

首先打开网址:https://rnaidesigner.thermofisher.com/rnaiexpress/sort.do,在Target Design Options处选中shRNA,以NLRP3基因为例,输入Accession number或Nucleotide sequence,其他条件不变:

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下拉点击“RNAi Design”,出现如下页面:

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选取原则:1.避免选取GGG和CCC等高GC序列 ;2.ShRNA目的序列的第一个碱基必须是G以确保RNA聚合酶转录。如果选择的目的序列不以G开头,必须在紧连正义链的上游加一个G。

根据Rank评星,从中选取合适靶点序列(一般选择4条,不同位置各一条),点击Design shRNA Oligos:

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然后在“Default Loop Sequence”选择合适的序列,在“Custom Loop Sequence”处输入合适的loop环序列,点击Design,即得shRNA序列。

 

手把手教你设计哺乳动物shRNA干扰载体

 

常见的哺乳动物miR30-shRNA干扰载体:

1、质粒载体

2、慢病毒载体

3、腺病毒载体

4、AAV病毒载体

5、piggyBac载体

6、ToI2转座载体

以上载体类型所使用的都是RNA聚合酶II类启动子:大家熟悉的CMV,EF1a,CAG,CBh,SV40等。而转录终止子一般为polyA(如:SV40 late pA等)。这类载体shRNA长度一般为22bp,loop环为19bp。

结构:Target sequence (22 bp)+

Loop sequence (19bp默认:TAGTGAAGCCACAGATGTA)+

Guide sequence (22bp)
 

举例:

1、质粒载体

手把手教你设计哺乳动物shRNA干扰载体

线性结构:

CCCTAAGGTTAAGTCGCCCTCGTAGTGAAGCCACAGATGTACGAGGGCGACTTAACCTTAGGT

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发夹结构:

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2、慢病毒载体

 

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一个或多个基于miR30的靶向目的基因的shRNA(shRNAmiR)的表达载体:

1、2个miR30-shRNA质粒载体

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2、2个miR30-shRNA慢病毒载体

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miR30-shRNA设计要点:

miR30-shRNA分子的引导序列经设计与靶DNA完美互补。miRNA被设计为模仿人类miRNA30,同时在有义链的第一个碱基包含一个错配。因此,若靶序列5’端第一个碱基是A,则需要变成C,反之亦然;若靶序列5’端第一个碱基是G,则需要变成T,反之亦然。例如:
靶序列:
5’-CGCTGCTGGTGCCAACCCTATT-3’
有义链:
5’-AGCTGCTGGTGCCAACCCTATT-3’

  责编:亘小安