表观遗传编辑筛选文库

可逆表观遗传编程，精准调控基因表达

产品概述

在基因功能研究和药物开发中，传统的基因敲除技术通过永久改变 DNA 序列实现功能缺失，但这种 "全或无" 的方式往往无法模拟药物作用的药理学现实，且不可逆的特性限制了其在必需基因研究和动态调控场景中的应用。表观遗传编辑技术的出现，为基因功能研究提供了革命性的新范式。

舒桐推出表观遗传编辑筛选文库服务，基于国际领先的 CRISPRoff/CRISPRon 系统，为您提供不改变 DNA 序列即可实现持久、可逆基因表达调控的高通量筛选解决方案。通过精准写入 DNA 甲基化和组蛋白修饰标记，我们帮助您在基因组水平系统性地解析基因表达调控机制，发现新型药物靶点，为下一代精准医学奠定基础。

什么是表观遗传编辑筛选文库？

表观遗传编辑筛选文库是基于失活 Cas9 (dCas9) 融合表观遗传修饰酶构建的强大基因调控工具。与传统 CRISPR 技术不同，表观遗传编辑不切割 DNA 双链，而是通过在特定基因组位点引入可逆的表观遗传标记（如 DNA 甲基化、组蛋白乙酰化或甲基化），实现对基因表达的精准、持久且可逆转的调控。

CRISPRoff 系统作为表观遗传编辑的技术标杆，通过将 dCas9 与 DNMT3A-DNMT3L 甲基转移酶复合体及 KRAB 转录抑制域融合，能够在目标基因启动子区域同时建立 DNA 甲基化和 H3K9me3 两种抑制性标记，形成可自我维持的表观遗传沉默状态。这种沉默效果可遗传超过 450 代细胞分裂，且可通过 CRISPRon 系统完全逆转。

图 1 CRISPRoff/CRISPRon 系统作用机制示意图（doi.org/10.1038/s41580-023-00697-6）

CRISPRoff 通过 dCas9-DNMT3A-KRAB 融合蛋白在目标基因启动子区域建立 DNA 甲基化和 H3K9me3 双标记，实现持久基因沉默；CRISPRon 通过 dCas9-TET1 融合蛋白去除甲基化标记，完全逆转沉默效应。

核心技术原理

1. 组合表观遗传编程机制

CRISPRoff 系统采用 "双管齐下" 的表观遗传调控策略：

DNA 甲基化建立：DNMT3A-DNMT3L 复合体在目标启动子区域催化 CpG 岛从头甲基化

组蛋白修饰协同：KRAB 结构域招募组蛋白修饰复合体，建立 H3K9me3 异染色质标记

表观遗传记忆维持：两种标记相互作用，形成自我维持的沉默状态，无需持续表达外源蛋白

2. 广谱基因沉默能力

CRISPRoff 可沉默约 95% 的人类基因，包括约 30% 无 CpG 岛的基因，显著优于 CRISPRi 仅能靶向含 CpG 岛基因的局限性。其有效靶向窗口为转录起始位点 (TSS) 上下游 ±500bp，远宽于 CRISPRi 的 TSS 下游 + 25~+75bp 窄窗口。

3. 完全可逆性调控

CRISPRon 系统作为 CRISPRoff 的互补工具，通过融合 TET1 DNA 去甲基化酶，能够特异性去除 CRISPRoff 建立的甲基化标记，恢复基因表达。这种 "off-on" 双向调控能力为靶点验证提供了完整的实验框架。

舒桐一站式服务优势 —— 您的科研加速器

表观遗传编辑筛选实验涉及复杂的融合蛋白表达、表观遗传修饰验证和长时程细胞培养，每个环节都可能成为技术瓶颈。更让研究者头疼的是，不同环节往往需要对接不同供应商，沟通成本高、周期漫长、质量难以把控。

选择舒桐，您只需要一个决定！

我们依托博士后科研工作站的强大研发团队，整合分子生物学、细胞生物学、表观遗传学、生物信息学、NGS 测序五大专业部门，为您打通全流程七大关键环节：

五大核心竞争力

博士后工作站，顶尖科研团队：依托博士后科研工作站，汇聚表观遗传学和 CRISPR 技术领域专家，具备深厚的学术背景和丰富的项目经验，为文库设计和数据分析提供专业保障。

多部门协作，全流程质控：整合分子生物学、细胞生物学、表观遗传学、生物信息学、NGS 测序五大专业部门，形成无缝衔接的服务链条，每个环节都有专业团队把关。

自主设计算法，更高沉默效率：表观遗传编辑 sgRNA 设计结合 DNA 甲基化模式和染色质可及性数据，沉默效率高达 85-95%，显著提升筛选成功率。

专业表观验证平台，确保数据可靠：拥有独立的表观遗传学验证平台，提供亚硫酸氢盐测序、ChIP-seq、ATAC-seq 等多维度验证服务，确保筛选结果的生物学相关性。

一站式服务，省时省力省心：从文库设计到数据解读，全程一站式服务，您无需协调多个供应商，大幅降低沟通成本，缩短 30-50% 项目周期。

应用场景 —— 表观遗传编辑开启研究新纪元

1. 肿瘤耐药性长期筛选

系统性筛选肿瘤细胞中调控药物抗性的表观遗传靶点，揭示耐药性产生和维持的表观遗传机制。CRISPRoff 的持久沉默特性特别适合需要数周至数月连续培养的耐药性研究。

2. iPSC 分化稳定性评估

在诱导多能干细胞 (iPSC) 向特定细胞类型分化过程中，筛选调控分化稳定性和细胞命运决定的关键表观遗传因子。CRISPRoff 的沉默标记可通过细胞分化稳定遗传，确保整个分化过程中的持续调控。

3. 可逆性药物靶点验证

通过 "CRISPRoff 沉默 - 观察表型 - CRISPRon 恢复 - 验证表型逆转" 的完整实验流程，严格验证候选药物靶点的特异性和功能相关性，排除脱靶效应和非特异性影响。

4. 非编码调控元件功能解析

系统性筛选增强子、沉默子、绝缘子等非编码调控元件的功能，绘制基因组表观调控网络。CRISPRoff 能够有效沉默远端调控元件，而不影响邻近基因的表达。

5. 必需基因功能研究

通过梯度沉默而非完全敲除，研究必需基因的剂量效应和部分功能缺失表型，避免完全敲除导致的细胞死亡问题。

6. 合成生物学基因回路构建

利用表观遗传编辑的持久记忆特性，构建可记录细胞历史事件和状态的合成基因回路，应用于细胞治疗和生物传感器开发。

高分文献案例 —— 看表观遗传编辑如何推动科学突破

Cell 2021 — CRISPRoff 实现可遗传的可逆基因沉默

文献信息：Genome-wide programmable transcriptional memory by CRISPR-based epigenome editing. Cell.

图 2 CRISPRoff 全基因组筛选工作流程。将 CRISPRoff sgRNA 文库导入稳定表达 CRISPRoff 蛋白的细胞系，经过药物筛选后，通过高通量测序比较 sgRNA 丰度变化，鉴定调控药物抗性的关键基因。

研究背景：
能够实现持久、可逆基因表达调控的工具对于基础研究和治疗应用都具有重要价值。传统的 CRISPRi 虽然能够实现基因沉默，但需要持续表达外源蛋白，且沉默效果在细胞分裂和分化过程中容易丢失。

技术方案：
研究团队开发了 CRISPRoff 系统，通过将 dCas9 与 DNMT3A-DNMT3L 甲基转移酶复合体及 KRAB 结构域融合，实现了不依赖持续表达的持久基因沉默。他们构建了全基因组 CRISPRoff sgRNA 文库，在 K562 细胞中进行了药物抗性筛选。

关键发现：

CRISPRoff 可沉默约 95% 的人类基因，包括无 CpG 岛的基因，沉默效果可维持超过 450 代细胞分裂

全基因组筛选鉴定出多个调控维罗非尼 (vemurafenib) 抗性的新基因，包括多个此前未被报道的非编码 RNA

CRISPRon 系统能够完全逆转 CRISPRoff 建立的沉默效应，恢复基因表达

CRISPRoff 沉默标记在 iPSC 分化为神经元过程中稳定遗传，90% 的子代细胞仍保持沉默状态

临床意义：
这项研究展示了表观遗传编辑在全基因组筛选中的巨大潜力。CRISPRoff 的持久沉默和完全可逆特性为药物靶点发现提供了强大工具，其在细胞分化过程中的稳定性也为细胞治疗中的基因调控提供了新的策略。

技术优势总结

持久沉默：表观遗传标记自我维持，无需持续表达外源蛋白，沉默效果可遗传超过 450 代细胞分裂

完全可逆：通过 CRISPRon 系统可完全逆转沉默效应，实现基因表达的动态调控

广谱覆盖：可沉默约 95% 的人类基因，包括无 CpG 岛的基因和远端调控元件

无 DNA 损伤：不产生 DNA 双链断裂，避免了基因组编辑相关的脱靶效应和染色体异常

剂量调控：可实现不同程度的基因沉默，模拟药物作用的药理学现实

分化稳定：沉默标记在细胞分化过程中稳定遗传，适合发育和细胞命运研究

为什么选择舒桐？

在表观遗传编辑研究的道路上，技术只是工具，真正的价值在于能否将复杂的技术转化为可靠的科学发现。选择舒桐，您获得的不仅是一项服务，更是一个科研伙伴：

我们拥有博士后科研工作站和强大的博后团队，具备深厚的表观遗传学和 CRISPR 技术背景，能够为您的项目提供高水平的技术支持和学术建议。

我们整合了分子、细胞、表观、生信、NGS 五大专业部门，形成高效协作的服务体系，每个环节都有专业团队保驾护航。

我们深知每个研究项目的独特性，提供个性化的文库设计和筛选方案，而非千篇一律的标准化服务。

我们拥有成熟的表观遗传验证平台，能够提供亚硫酸氢盐测序、ChIP-seq 等多维度验证服务，确保数据的可靠性。

我们提供全流程质量把控和一站式服务，从文库设计到数据分析，让您告别多供应商协调的烦恼，大幅缩短项目周期。

让我们携手合作，将您的科研想法转化为高质量的研究成果。无论是发表高分文献，还是推动临床转化，舒桐都将是您最值得信赖的技术伙伴。

联系我们

如果您对表观遗传编辑筛选文库服务感兴趣，或希望了解更多技术细节和项目案例，欢迎随时联系我们。我们的技术团队将竭诚为您提供专业咨询和定制化解决方案。

珠海舒桐生物科技有限公司

让表观遗传研究更简单，让科学发现更高效！

参考文献

1. CRISPR technologies for genome, epigenome and transcriptome editing. Nature Reviews Molecular Cell Biology.

2. Genome-wide programmable transcriptional memory by CRISPR-based epigenome editing. Cell.