细胞过程

CRISPR 在细胞过程研究中的应用

CRISPR 在细胞过程研究中的应用

从细胞周期与细胞死亡,到细胞稳态与细胞命运决定
CRISPR 驱动的细胞过程研究创新

细胞过程由紧密协同的调控网络所主导(Mathiassen et al., 2017)

(A)巨自噬通路,从营养感知(mTOR/AMPK)出发,经自噬体形成最终到溶酶体降解;(B)由 CDK-Cyclin 与 Rb/E2F 轴驱动的细胞周期进程

解码掌控细胞生命的核心机制

细胞过程——包括细胞周期、细胞增殖、细胞凋亡、自噬、细胞分化、细胞迁移与细胞稳态——构成了所有生物活动的基石,贯穿胚胎发育、组织维持、免疫应答直至疾病发生发展的全过程。

这些基础过程的调控失衡与众多人类疾病密切相关,包括肿瘤、神经退行性疾病、发育异常以及免疫功能紊乱。因此,阐明特定基因如何控制细胞行为,既是基础生物学的核心命题,也是治疗手段开发的关键前提。

传统研究手段往往只能揭示遗传扰动与细胞表型之间的相关性,难以建立明确的因果联系。而基于 CRISPR 的基因组编辑技术,使研究者能够精准操控目标基因,系统性地拆解调控细胞过程的分子机器。

CRISPR 技术正在从以下方面变革细胞过程研究:

CRISPR 技术变革细胞过程研究的四大能力
· 细胞周期与增殖分析:系统性鉴定调控细胞分裂、检验点及生长控制的关键基因。
· 细胞死亡通路解析:解码细胞凋亡、程序性坏死、细胞焦亡与铁死亡的分子机制。
· 自噬与稳态研究:绘制降解通路、应激响应与细胞质量控制网络图谱。
· 细胞命运与分化建模:通过干细胞工程与谱系定向研究重塑细胞命运决定过程。

艾迪基因为细胞过程研究提供整合式 CRISPR 解决方案,覆盖从基因组工程设计、细胞模型构建到功能验证的完整项目链条。

应用一:细胞周期与增殖调控
鉴定细胞分裂与生长控制的关键调控因子

细胞周期是由细胞周期蛋白(Cyclin)、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、检验点机制与抑癌因子共同精密调控的协同过程。细胞周期调控异常会导致肿瘤中不受控制的增殖,并与多种发育性及退行性疾病相关。CRISPR 技术可对调控细胞分裂的基因开展系统性研究。

面向细胞周期调控因子的全基因组 CRISPR 筛选
· 鉴定细胞分裂与细胞存活所必需的基因
· 发现检验点与 DNA 损伤应答调控因子
· 癌基因与抑癌基因的功能分析
增殖通路的功能拆解
· CDK–Cyclin 调控网络分析
· 生长因子与有丝分裂原信号研究
· 细胞周期阻滞与细胞衰老机制研究
细胞周期报告模型构建
· 基于 FUCCI 系统的细胞周期报告细胞系构建
· 细胞分裂动态的活细胞成像
· 药物应答与细胞周期扰动检测
主要应用
· 细胞周期调控因子发现
· 细胞增殖与生长控制分析
· 肿瘤细胞周期机制研究
· 检验点信号转导研究
艾迪基因解决方案
· 全基因组及定制化 CRISPR 筛选文库
· sgRNA 设计与优化
· 细胞周期报告细胞系构建
· 功能性表型分析
应用二:细胞死亡与细胞凋亡研究
解析控制细胞死亡的分子回路

包括细胞凋亡、程序性坏死、细胞焦亡与铁死亡在内的程序性细胞死亡,在发育、组织稳态与免疫中居于核心地位;其调控失衡则是肿瘤、神经退行性疾病和炎症性疾病的重要诱因。CRISPR 可对细胞死亡信号网络进行精准拆解。

细胞凋亡通路功能分析
· 内源性与外源性通路研究
· BCL-2 家族调控因子的功能研究
· Caspase 激活与执行机制研究
非凋亡性细胞死亡研究
· 程序性坏死(RIPK1/RIPK3/MLKL)通路分析
· 细胞焦亡与炎症小体调控
· 铁死亡与脂质过氧化机制研究
细胞死亡靶点发现
· 面向细胞死亡调控因子的全基因组筛选
· 细胞死亡增敏因子与抑制因子鉴定
· 肿瘤细胞死亡抵抗机制研究
主要应用
· 细胞凋亡机制研究
· 程序性坏死通路研究
· 细胞死亡靶点发现
· 药物诱导性细胞死亡分析
艾迪基因解决方案
· CRISPR 基因敲除与敲入
· 细胞死亡通路报告模型
· 全基因组 CRISPR 筛选
· 功能性表型与细胞活力分析
应用三:自噬与细胞稳态
绘制降解通路与应激响应网络图谱

自噬及相关降解通路通过清除受损细胞器、蛋白质聚集体和入侵病原体来维持细胞稳态。这些通路的缺陷与肿瘤、神经退行性疾病、代谢疾病及衰老密切相关。CRISPR 技术可对自噬调控因子与稳态网络开展系统性研究。

自噬通路拆解
· ATG 基因家族成员的功能研究
· 自噬体形成与成熟过程分析
· 基于报告模型的自噬流测定
选择性自噬与质量控制
· 线粒体自噬、内质网自噬与溶酶体自噬机制研究
· 蛋白质聚集体清除研究
· 细胞器质量控制通路分析
细胞稳态与应激响应研究
· 内质网应激与未折叠蛋白反应(UPR)研究
· 代谢应激与营养感受分析
· 细胞适应性机制研究
主要应用
· 自噬调控因子发现
· 细胞质量控制分析
· 应激响应机制研究
· 衰老与稳态研究
艾迪基因解决方案
· 自噬报告细胞模型(LC3/p62)
· CRISPR 敲除与激活研究
· sgRNA 文库设计与构建
· 功能性表型分析
应用四:细胞分化与命运决定
构建细胞模型追踪谱系定向过程

细胞分化与命运决定由复杂的基因调控网络主导,驱动多能干细胞走向特定功能谱系。CRISPR 技术可对这些网络进行精准操控,用于研究细胞命运抉择并构建明确定义的细胞模型。

干细胞命运与谱系定向
· 谱系决定性转录因子的鉴定
· 分化通路调控研究
· 多能性维持与退出机制研究
细胞分化模型工程
· CRISPR 工程化 iPSC 分化模型
· 谱系特异性报告系统构建
· 定向分化方案优化
细胞迁移与形态研究
· 细胞骨架与黏附调控因子分析
· 上皮–间质转化(EMT)研究
· 细胞极性与迁移机制研究
主要应用
· 干细胞命运决定研究
· 分化通路分析
· 细胞迁移机制研究
· 谱系定向建模
艾迪基因解决方案
· iPSC 基因组编辑
· 干细胞分化模型
· 报告细胞系构建
· 基因功能验证
面向细胞过程研究的整合式 CRISPR 工作流

从基础发现到转化研究,艾迪基因 支持完整的细胞过程研究流程:

研究领域 关键科学问题 CRISPR 策略 艾迪基因支持
细胞周期调控 哪些基因控制细胞分裂与增殖? CRISPR 筛选、敲除、CRISPRi/a 筛选文库、细胞周期报告系统
细胞死亡通路 细胞死亡回路如何发生调控失衡? 敲除、敲入、碱基编辑 细胞死亡模型、功能分析
自噬与细胞稳态 哪些基因维持细胞质量控制? 基因敲除、转录激活 自噬报告系统、自噬流检测
细胞分化 细胞命运抉择如何被控制? 干细胞基因组工程 iPSC 模型、谱系报告系统
为何选择 艾迪基因开展细胞过程 CRISPR 研究?

全链路基因组工程解决方案 —— 艾迪基因提供可靠的 CRISPR 解决方案,支持从研究构想到验证模型的完整细胞过程研究。

平台优势
先进的基因编辑平台
包括 FLASH-KO™、FLASH 递送平台、Bingo™ 先导编辑(Prime Editing)及 Flash-KI 精准敲入平台
专有 sgRNA 设计算法
自有 sgRNA 设计算法,针对高靶向效率与低脱靶效应进行优化,持续提升编辑效率,确保可靠的编辑表现
丰富的项目经验
累计完成 3,000+ 基因编辑 CRO 项目,覆盖 400+ 种细胞类型,在细胞基因组工程领域拥有深厚专业知识
全面的编辑模式
全面支持基因敲除、敲入及精准突变编辑,可应对广泛的生物学研究问题
报告细胞系与功能检测开发
具备报告细胞系构建及功能检测体系开发能力,支持编辑效果验证与下游功能研究
快速执行与灵活定制
项目执行周期短,工作流程灵活,可在不牺牲质量的前提下快速交付定制模型,并根据具体研究需求灵活调整方案
一体化工作流程
覆盖从编辑设计到功能验证的一体化工作流,包括 sgRNA 设计、编辑、克隆筛选、测序验证及功能表征
专业的技术支持团队
超过 10 年的基因编辑经验,可实现简单到复杂的编辑
以 CRISPR 之精准,加速细胞过程研究新发现

从揭示细胞周期调控与细胞死亡机制,到绘制自噬图谱与工程化改造细胞命运,艾迪基因以可靠的 CRISPR 技术赋能研究者,共同推进下一代细胞生物学研究。

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