细胞骨架与结构

CRISPR 在细胞骨架与结构研究中的应用

CRISPR 在细胞骨架与结构中的应用

从纤维动态、马达运输到细胞力学与形态发生
CRISPR 驱动的细胞骨架与结构研究创新
EMT 五步转移级联

由上皮- 间充质转化(EMT)驱动的五步癌症转移级联(Yap et al., 2021)

(1)局部侵袭;(2)穿越基底膜进入血管;(3)在体循环内存活(被血小板包装);(4)穿出血管;(5)转移定植,伴随休眠状态与间充质- 上皮转化(MET)逆转。细胞骨架重塑贯穿级联的每一步。

解码塑造并驱动细胞的动态支架

细胞骨架并非静态支架,而是一个持续产生力的动态网络。肌动蛋白丝、微管与中间丝不断组装、解聚与重组,以此定义细胞形态、驱动细胞运动、定位细胞器并传递机械力。

细胞骨架组织与力学的缺陷是心肌病、神经病变、纤毛相关疾病、肌营养不良以及肿瘤转移侵袭行为的重要成因。如今,力学调控已被公认为驱动细胞分化、增殖与组织构建的关键因素。

CRISPR 技术使研究者能够系统性扰动细胞骨架调控因子、通过内源标签开展活细胞成像,并筛选控制细胞结构与力传递的关键因子,从而使细胞力学机制在遗传学层面变得可及。

CRISPR 技术正在从以下方面变革细胞骨架与结构研究:

CRISPR 技术变革细胞骨架与结构研究的四大能力
· 纤维动态分析:系统性拆解肌动蛋白与微管的组装与周转过程。
· 马达运输研究:对驱动蛋白、动力蛋白与肌球蛋白介导的运输开展功能分析。
· 细胞力学研究:研究力的产生、感知与机械转导过程。
· 极性与形态发生:绘制定义细胞形态与组织结构的调控程序图谱。

艾迪基因为细胞骨架与结构研究提供整合式 CRISPR 解决方案,覆盖从调控因子筛选、内源标签构建到功能验证的完整项目链条。

应用一:肌动蛋白骨架动态
拆解驱动细胞形态与运动的力网络

肌动蛋白丝及其相关的成核因子、加帽蛋白与肌球蛋白,共同产生驱动细胞迁移、分裂与内吞的突出力与收缩力。CRISPR 可对肌动蛋白调控因子及其下游依赖的细胞过程开展系统性拆解。

面向肌动蛋白调控因子的全基因组筛选
· 成核与延伸因子鉴定
· 加帽、切断与解聚调控因子发现
· 肌动蛋白依赖型过程修饰因子筛选
细胞突起与收缩性分析
· 片状伪足与丝状伪足形成研究
· 肌动球蛋白收缩性与皮层张力研究
· 肌球蛋白马达功能分析
肌动蛋白动态报告模型
· 内源标签化肌动蛋白及调控因子构建
· 活细胞肌动蛋白周转成像
· 迁移与侵袭检测模型
主要应用
· 肌动蛋白调控因子发现
· 细胞迁移机制研究
· 收缩性与张力分析
· 转移与侵袭研究
艾迪基因解决方案
· 全基因组 CRISPR 筛选文库
· 内源荧光标签敲入
· sgRNA 设计与优化
· 迁移与形态表型分析
应用二:微管与马达蛋白驱动的运输
解析细胞内的运输轨道与马达系统

微管为长距离细胞内运输提供具有极性的轨道,并组装成负责染色体分离的有丝分裂纺锤体。驱动蛋白与动力蛋白以高度特异性的方式沿这些轨道运送货物。CRISPR 可对运输轨道本身及其承载的运输活动开展功能拆解。

微管组织研究
· 微管成核与中心体功能分析
· 微管相关蛋白(MAP)研究
· 动态不稳定性与翻译后修饰研究
马达蛋白功能分析
· 驱动蛋白与动力蛋白货物特异性研究
· 马达招募与调控分析
· 轴突运输与神经元物流研究
有丝分裂纺锤体研究
· 纺锤体组装调控因子筛选
· 染色体分离保真度分析
· 纤毛与鞭毛组装研究
主要应用
· 微管调控因子发现
· 马达蛋白功能分析
· 有丝分裂纺锤体研究
· 轴突运输与纤毛病研究
艾迪基因解决方案
· CRISPR 敲除与内源标签敲入
· 纺锤体与转运报告模型
· CRISPRa/i 筛选文库
· 功能性表型分析
应用三:中间丝与细胞力学
解析细胞如何产生并感知机械力

中间丝为细胞提供机械韧性,而黏附结构与收缩性皮层则使细胞能够产生并响应机械力。机械转导将这些物理信号转化为调控细胞命运与行为的生化信号。CRISPR 使细胞力学的机器装置在遗传学层面变得可操作。

中间丝功能研究
· 角蛋白、波形蛋白与核纤层蛋白功能研究
· 核纤层与细胞核力学分析
· 纤维网络组织研究
黏附与力传递
· 局灶黏附与黏附连接分析
· 细胞-基质与细胞-细胞黏附研究
· 细胞骨架力传递研究
机械转导研究
· YAP/TAZ 及力学敏感通路分析
· 基质刚度应答筛选
· 力学调控的命运决定研究
主要应用
· 细胞力学研究
· 黏附与连接分析
· 机械转导通路研究
· 细胞核力学研究
艾迪基因解决方案
· 面向力学调控因子的 CRISPR 筛选
· 面向力学与黏附成像的内源标签敲入
· 力学刺激模型开发
· 功能性力学分析
应用四:细胞极性与形态发生
绘制构建细胞结构的调控程序图谱

细胞极性——蛋白质、细胞器与细胞骨架的不对称组织——是上皮组织构建、神经元图式形成、不对称分裂与定向迁移的基础。CRISPR 可系统性鉴定极性机器及其执行的形态发生程序。

极性调控因子发现
· 顶-基底极性因子筛选
· PAR 与 Crumbs 复合物功能分析
· 极性依赖型过程图谱绘制
形态发生与组织结构
· 上皮形态发生与管状结构形成研究
· 不对称细胞分裂分析
· 集体细胞迁移研究
极性模型工程
· 极化细胞模型开发
· 内源极性标记物融入
· 极性破坏表型分析
主要应用
· 细胞极性调控因子发现
· 上皮组织构建研究
· 不对称分裂分析
· 组织形态发生研究
艾迪基因解决方案
· 面向极性因子的 CRISPR 筛选
· 内源极性标记物融入
· 极化细胞模型构建
· 功能性验证研究
面向细胞骨架与结构研究的整合式 CRISPR 工作流

从基础发现到转化研究,艾迪基因 支持完整的细胞骨架研究流程:纤维动态分析 → 马达运输研究 → 细胞力学研究 → 极性与形态发生 → 功能验证。

CRISPR 工作流
研究领域 关键科学问题 CRISPR 策略 艾迪基因支持
肌动蛋白动态 哪些因子控制肌动蛋白组装与力的产生? 全基因组筛选、基因敲除 肌动蛋白报告系统、迁移检测
微管与马达蛋白 长距离运输如何被组织? 敲除、标签敲入、CRISPRi/a 纺锤体与转运报告系统
细胞力学 细胞如何产生并感知力? 筛选、内源标签标记 力学刺激模型
极性与形态发生 哪些程序构建细胞结构? 筛选、标记物敲入 极化细胞模型
为何选择 艾迪基因开展细胞骨架与结构 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骨架与结构研究。

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
内源标签标记与活细胞成像模型构建
支持荧光蛋白、HaloTag、SNAP-tag 等标签敲入,实现活细胞中蛋白定位与动态的实时追踪
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,加速细胞骨架与结构研究新发现

从拆解肌动蛋白与微管动态、解析马达蛋白驱动的运输机制,到研究细胞力学、绘制构建极性与形态的调控程序——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结构生物学研究。

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