基于密码子优化mSaCas9蛋白的重组表达与应用

【目的】利用金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)来源的SaCas9研究可替代商业Cas9的基因编辑蛋白,为生产适用于鱼类基因编辑的蛋白酶提供参考。【方法】以青鳉(Oryzias latipes)密码子偏好优化SaCas9(命名为mSaCas9),克隆构建重组质粒pET28a-mSaCas9,并利用大肠埃希菌(Escherichia coli)BL21(DE3)原核表达mSaCas9重组蛋白,对纯化蛋白活性进行体外酶切验证;利用纯化蛋白进行显微注射,验证mSaCas9-RNP递送方式的应用性。【结果】成功构建重组质粒pET28a-mSaCas9,其重组蛋白分子质量为130 ku;在1 L培养基中纯化获得2.5 mg mSaCas9蛋白,纯度为95%;体外酶切结果显示,其终质量浓度为30 ng/μL时即可编辑tyr和oca2基因的PCR产物,表明纯化所得蛋白具备体外编辑活性;向青鳉胚胎中注射mSaCas9蛋白和黑色素合成相关基因oca2-gRNA,胚胎眼部出现色素缺失,表明mSaCas9-RNP可应用于青鳉基因组编辑。【结论】通过体外表达纯化获得了有活性且分子质量更小的Cas9蛋白,并在鱼类中证明了以递送SaCas9核糖核蛋白(SaCas9-RNP)形式,实现个体水平基因编辑的有效性。