Nicotinic receptor gene editing vectors
烟碱受体基因编辑载体
基本信息
- 批准号:9473184
- 负责人:
- 金额:$ 19.75万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2017
- 资助国家:美国
- 起止时间:2017-09-30 至 2019-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AcetylcholineAddressAdultAlcohol dependenceAlzheimer&aposs DiseaseAnimalsAreaArousalAttentionBasic ScienceBrainBrain regionBypassCationsCellsClustered Regularly Interspaced Short Palindromic RepeatsCommunitiesComplexDataData SetDevelopmentDiseaseDrosophila acetylcholine receptor alpha-subunitDrug AddictionElectrophysiology (science)ElementsEmbryoEngineeringEnterobacteria phage P1 Cre recombinaseFamilyGene Expression ProfilingGene TargetingGenesGeneticGenetic TechniquesGoalsGuide RNAHSV vectorHumanIn VitroKnock-inKnock-in MouseKnock-outLigandsLoxP-flanked alleleMajor Depressive DisorderMeasurementMediatingMental DepressionMessenger RNAMolecularMolecular BiologyMorphologic artifactsMotor ActivityMouse StrainsMusMuscarinic Acetylcholine ReceptorMutationNeurotransmittersNicotineNicotine DependenceNicotinic ReceptorsParkinson DiseasePublicationsReceptor GeneResearchResearch PersonnelRewardsRodentSeriesSimplexvirusSiteSliceSystemTechnologyTestingTobaccoUniversitiesViralViral VectorWorkattentional controlcell typecholinergicdesigndesign and constructionexperiencegain of functiongenome editingimaging approachin vivoinsightinterestintersectionalityknock-downknockin animalloss of functionloss of function mutationmotivated behaviormotor controlmouse modelnucleasepatch clampreceptorsmall hairpin RNAtooltransmission processvectorvisual processing
项目摘要
PROJECT SUMMARY
Acetylcholine (ACh) is an important neurotransmitter involved in attention, arousal, visual processing, motor
control, and motivated behavior. Cholinergic transmission is perturbed in a number of devastating human
disorders/diseases, including Alzheimer's disease, Parkinson's disease, major depression, and drug addiction.
Muscarinic ACh receptors are GPCRs, whereas nicotinic ACh receptors (nAChRs; the subject of this proposal)
are a family of Cys-loop, ligand-gated cation channels. nAChRs exist either as homopentamers containing 5 a7
subunits, or heteropentamers requiring 2 a subunits, 2 b subunits, and a 5th subunit that may be either an a or
a b subunit. Studies aimed at probing nAChR function in the vertebrate brain have relied principally on rodent
studies, where mouse genetic techniques have permitted key insights. A key gap in the field is the lack of
suitable tools for nAChR gene editing. This R21 project will fill that gap via two independent scientific aims. In
Aim 1, we will create – for each key nAChR subunit gene – a single vector that will catalyze CRISPR-mediated
gene editing that results in a loss-of-function mutation. Guide RNA species will be validated in vitro prior to
vector construction. Vectors will be further validated in vivo via gene expression analysis and patch clamp
electrophysiology. This set of vectors will be useful for brain-region specific nAChR gene editing in any
recipient mouse strain, including selectively-bred strains whose genetics cannot be disturbed by crosses to
C57BL/6 or other common backgrounds. In Aim 2, we will create a parallel series of vectors to allow for cell
type-specific nAChR gene editing. Vetted gRNAs from Aim 1 will be incorporated into a set of vectors that will
be introduced into a specialized set of mouse strains that produce Cas9 nuclease in a Cre-dependent manner.
As in Aim 1, we will validate this system in vivo using gene expression analyses and patch clamp
electrophysiology. Ultimately, these new vectors will greatly expand our molecular toolbox, allowing for wide
control over nAChR gene editing in various genetic backgrounds and in specific circuits.
项目概要
乙酰胆碱 (ACh) 是一种重要的神经递质,参与注意力、唤醒、视觉处理、运动
胆碱能传播在许多毁灭性的人类中受到干扰。
紊乱/疾病,包括阿尔茨海默病、帕金森病、重度抑郁症和毒瘾。
毒蕈碱 ACh 受体是 GPCR,而烟碱 ACh 受体(nAChR;本提案的主题)
是 Cys 环、配体门控的 nAChR 家族,或者以含有 5 个 a7 的同五聚体形式存在。
亚基或杂五聚体,需要 2 个 a 亚基、2 个 b 亚基和第 5 个亚基,可以是 a 或
a b 亚基。旨在探测脊椎动物大脑中 nAChR 功能的研究主要依赖于啮齿类动物。
研究中,小鼠遗传技术提供了重要的见解,该领域的一个关键差距是缺乏。
适用于 nAChR 基因编辑的工具将通过两个独立的科学目标填补这一空白。
目标 1,我们将为每个关键的 nAChR 亚基基因创建一个能够催化 CRISPR 介导的单一载体
导致功能丧失突变的基因编辑将在体外进行验证。
载体构建将通过基因表达分析和膜片钳进一步在体内验证。
这套载体可用于任何脑区域特异性 nAChR 基因编辑。
受体小鼠品系,包括选择性繁殖的品系,其遗传特性不会因杂交而受到干扰
C57BL/6 或其他常见背景在目标 2 中,我们将创建一系列并行向量以允许细胞。
来自 Aim 1 的类型特异性 nAChR 基因编辑将被纳入一组载体中。
被引入一组专门的小鼠品系中,这些小鼠品系以 Cre 依赖性方式产生 Cas9 核酸酶。
与目标 1 一样,我们将使用基因表达分析和膜片钳在体内验证该系统
最终,这些新载体将极大地扩展我们的分子工具箱,从而实现更广泛的研究。
在各种遗传背景和特定电路中控制 nAChR 基因编辑。
项目成果
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