The autonomous retroelement Long Interspersed Element-1 (LINE-1) mobilizes though a copy and paste mechanism using an RNA intermediate (retrotransposition). Throughout human evolution, around 500,000 LINE-1 sequences have accumulated in the genome. Most of these sequences belong to ancestral LINE-1 subfamilies, including L1PA2-L1PA7, and can no longer mobilize. Only a small fraction of LINE-1 sequences, approximately 80 to 100 copies belonging to the L1Hs subfamily, are complete and still capable of retrotransposition. While silenced in most cells, many questions remain regarding LINE-1 dysregulation in cancer cells. Here, we optimized CRISPR Cas9 gRNAs to specifically target the regulatory sequence of the L1Hs 5’UTR promoter. We identified three gRNAs that were more specific to L1Hs, with limited binding to older LINE-1 sequences (L1PA2-L1PA7). We also adapted the C-BERST method (dCas9-APEX2 Biotinylation at genomic Elements by Restricted Spatial Tagging) to identify LINE-1 transcriptional regulators in cancer cells. Our LINE-1 C-BERST screen revealed both known and novel LINE-1 transcriptional regulators, including CTCF, YY1 and DUSP1. Our optimization and evaluation of gRNA specificity and application of the C-BERST method creates a tool for studying the regulatory mechanisms of LINE-1 in cancer. Further, we identified the dual specificity protein phosphatase, DUSP1, as a novel regulator of LINE-1 transcription.

中文翻译：

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使用 CRISPR Cas9 对 LINE-1 启动子进行无偏蛋白质组图谱

自主逆转录元件长散布元件 1 (LINE-1) 使用 RNA 中间体（逆转录转座）通过复制和粘贴机制进行动员。在人类进化过程中，基因组中积累了大约 500,000 个 LINE-1 序列。这些序列大多数属于祖先 LINE-1 亚家族，包括 L1PA2-L1PA7，并且不能再动员。只有一小部分 LINE-1 序列（大约 80 到 100 个属于 L1Hs 亚家族的拷贝）是完整的并且仍然能够逆转座。虽然在大多数细胞中沉默，但关于癌细胞中 LINE-1 失调的许多问题仍然存在。在这里，我们优化了 CRISPR Cas9 gRNA，以特异性靶向 L1Hs 5'UTR 启动子的调控序列。我们鉴定了三种对 L1H 更具特异性的 gRNA，与旧的 LINE-1 序列 (L1PA2-L1PA7) 的结合有限。我们还采用了 C-BERST 方法（通过限制空间标记对基因组元素进行 dCas9-APEX2 生物素化）来识别癌细胞中的 LINE-1 转录调节因子。我们的 LINE-1 C-BERST 筛选揭示了已知和新型的 LINE-1 转录调节因子，包括 CTCF、YY1 和 DUSP1。我们对 gRNA 特异性的优化和评估以及 C-BERST 方法的应用为研究 LINE-1 在癌症中的调控机制创造了一个工具。此外，我们还发现双特异性蛋白磷酸酶 DUSP1 是 LINE-1 转录的新型调节因子。包括 CTCF、YY1 和 DUSP1。我们对 gRNA 特异性的优化和评估以及 C-BERST 方法的应用为研究 LINE-1 在癌症中的调控机制创造了一个工具。此外，我们还发现双特异性蛋白磷酸酶 DUSP1 是 LINE-1 转录的新型调节因子。包括 CTCF、YY1 和 DUSP1。我们对 gRNA 特异性的优化和评估以及 C-BERST 方法的应用为研究 LINE-1 在癌症中的调控机制创造了一个工具。此外，我们还发现双特异性蛋白磷酸酶 DUSP1 是 LINE-1 转录的新型调节因子。