Synthetic transcription factors based on the RNA-guided CRISPR-Cas9 system are used to activate specific endogenous genes in human cells. Also online, Joung and colleagues report similar developments at two other loci. Technologies for engineering synthetic transcription factors have enabled many advances in medical and scientific research. In contrast to existing methods based on engineering of DNA-binding proteins, we created a Cas9-based transactivator that is targeted to DNA sequences by guide RNA molecules. Coexpression of this transactivator and combinations of guide RNAs in human cells induced specific expression of endogenous target genes, demonstrating a simple and versatile approach for RNA-guided gene activation.

Psychedelic drugs like lysergic acid diethylamide (LSD) and psilocybin have emerged as potentially transformative therapeutics for many neuropsychiatric diseases, including depression, anxiety, post-traumatic stress disorder, migraine, and cluster headaches. LSD and psilocybin exert their psychedelic effects via activation of the 5-hydroxytryptamine 2A receptor (HTR2A). Here we provide a suite of engineered mice useful for clarifying the role of HTR2A and HTR2A-expressing neurons in psychedelic drug actions. We first generated Htr2a-EGFP-CT-IRES-CreERT2 mice (CT:C-terminus) to independently identify both HTR2A-EGFP-CT receptors and HTR2A-containing cells thereby providing a detailed anatomical map of HTR2A and identifying cell types that express HTR2A. We also generated a humanized Htr2a mouse line and an additional constitutive Htr2A-Cre mouse line. Psychedelics induced a variety of known behavioral changes in our mice validating their utility for behavioral studies. Finally, electrophysiology studies revealed that extracellular 5-HT elicited a HTR2A-mediated robust increase in firing of genetically-identified pyramidal neurons--consistent with a plasma membrane localization and mode of action. These mouse lines represent invaluable tools for elucidating the molecular, cellular, pharmacological, physiological, behavioral, and other actions of psychedelic drugs in vivo.