高通量CRISPR赋能合成生物学

近年来，合成生物学及其应用频繁出现在人们视线中，深刻影响着化工、食品、消费品、能源、医疗健康和农业等领域的发展，并创造了巨大的社会和经济价值。而CRISPR作为重要的基因编辑工具在合成生物学中有重要的作用。自从首次被用于哺乳动物基因编辑以来，CRISPR/Cas技术已经被广泛应用于研究、工业和医学领域。利用CRISPR/Cas和基因线路的多种功能，合成生物学家们正在开发用于谱系追踪的记忆装置以及对组合基因扰动的无偏、高通量的检测技术。这些方法将使人们对于健康和疾病状态下的基因型-表型转化有更加深入的了解。

面对合成生物学的快速发展，如何设计或优化实验流程从而实现更加精 准、高通量的筛选分析则显得尤为重要。Echo自动化声波移液系统，打破传统移液方式，移液体积最小2.5nL，无耗材非接触的移液方式可进行小体积移液和小体积反应。能够使用少量的样本就可以进行生命科学研究。在CRISPR中使用Echo，来达到高通量的效果同时，还可以获得高质量的实验结果。

在一项array CRISPR筛选实验中，我们希望确定用MC3脂质纳米颗粒递送mRNA的新方法(LNP-mRNA)。希望能够找到可以进行高通量筛选的方式。该实验利用Echo的高通量快速精 准的小体积移液方式筛选了可用药基因组(7795个基因)并验证了44个基因，这些基因或提高(37个基因)或抑 制(14个基因)LNP-mRNA的高效传递。

在其中的反向转染gDNA实验中，NCI-H358-Cas9细胞培养3天后，利用Echo转移cr:tracRNA到384孔assay plate，接着加入转染液10uL，室温孵育20分钟后，取40ul细胞悬液在培养箱孵育。随后进行高内涵表型检测和数据分析。如下图实验流程，实验中验证了利用Echo进行array CRISPR的筛选要优于使用Pool的方式进行筛选。（见参考文献1）

贝克曼库尔特作为移液专家，由纳升移液的Echo和移液工作站Biomek结合，可以实现从纳升到毫升的移液操作。以满足不同实验步骤的需求。如下图。在不同的实验需求中，Biomek和Echo合作，使得CRISPR的全流程移液得以自动化实现。

由于Echo移液的高度灵活性和拓展性，在这一LNP-mRNA递送的CRISPR基因编辑和筛选实验中，使用Echo的快速精 准移液的方式进行小体积的CRISPR会有效提高CRISPR的通量、速度并减少样本使用量，同时，Echo的加入可以快速优化实验方法，筛选转染条件，提高CRIPSR的筛选效率，从而加速合成生物学研究。