Identifying Factors Participating in the Cooling Response with a CRISPR-Cas9 Activation Screen

Abstract

Kæling sem lækningartól er sífellt meira notuð innan og utan læknisfræði, en þó er ekki vel skilgreint hvaða gen koma að boðferlinum sem virkjast við kælingu. Ef kæliferillinn væri vel skilgreindur væri hægt að þróa lyf til að virkja þennan feril án þess að sjúklingar þurfi að vera kældir en ýmsar aukaverkanir fylgja kælingu á sjúkrahúsi. Doktorsnemi á rannsóknarstofu Hans Tómasar Björnssonar hefur nú þegar gert framsýna stökkbreytiskimun með CRISPR-Cas9 og lífvísi til að meta virkjun kæliferilsins til að skilgreina ferilinn og fundið mörg ný gen. Ókosturinn við þá tilraun er að niðurstöður munu aldrei gefa gen sem eru frumunni lífnauðsynleg þar sem frumurnar deyja ef að þau gen verða óvirk. Í rannsókninni okkar stingum við uppá að gera tilraun með því að nota dCas9 (dautt Cas9), í stað Cas9, og SAM (e. synergistic activation mediator) og þannig ofvirkja gen í stað þess að bæla eða slökkva á þeim. Þetta verkefni mun því hugsnalega leiða í ljós gen sem gætu aukið þekkingu á kæliferilinum svo hægt sé að hagnýta þær upplýsingar fyrir lyfjaþróun.

Therapeutic hypothermia is a growing treatment strategy in clinical medicine. However, many genes are still unidentified that have a role in the pathway that is activated when cellular temperature is decreased. By identifying these genes, it would be possible to develop a drug that could activate this pathway without the cooling itself and prevent the side effects that can follow hypothermia. A Ph.D. student in the Bjornsson lab has performed a GeCKO screen with an indicator that has revealed many new genes. The problem with a GeCKO screen is that essential genes that are knocked out will not come up in the screen. In this research we propose doing a CRISPR activation screen using dead Cas9, instead of the Cas9 nuclease, and SAM (synergistic activation mediator) and activate translation of target genes instead of knocking the genes out or down. This research will take part in identifying the factors participating in the cooling response and the results will contribute to drug development.