牛MA GEL2的基因结构及在组织和胎盘中印记状态分析

本研究旨在揭示牛PWS/AS (Prader-willi syndrome/angelman syndrome)印记区域中的MAGEL2 (Melanoma antigen-like gene 2)基因的结构特点及其在成年牛组织及胎盘中的印记状态。生物信息学软件分析发现,牛MAGEL2基因位于21号染色体,为单外显子蛋白编码基因,编码长为1 183个氨基酸的多肽序列,其产物为MAGE家族成员之一。构建MAGEL2基因的进化树,发现牛MAGEL2基因与羊相似性最高。MAGEL2在不同物种之间具有较高的保守性。应用基于单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms, SNP)的RTPCR产物直接测序的方法分析MAGEL2在牛8个组织和器官(心,肝,脾,肺,肾,肌肉,脂肪和大脑)及胎盘的印记状态。比较杂合牛基因组PCR产物和RT-PCR产物在SNP位点的测序结果发现,MAGEL2基因在成年牛组织及胎盘中均为单等位表达,提示MAGEL2基因在牛中是印记的。     

小鼠卵细胞质对供体核DNA甲基化和U2afbp-rs基因表达的调控

利用细胞核移植技术将NIH3T3细胞核和孤雌桑椹胚单个卵裂球,分别移植到去核MⅡ期受体卵母细胞中,通过免疫荧光染色后比较体外受精胚、孤雌胚、NIH3T3核移植重组胚和孤雌桑椹胚核移植重组胚附植前各时期胚胎DNA甲基化水平的变化,以探明克隆胚细胞核去分化与DNA甲基化的相互关系.利用Real-timePCR技术检测体外受精胚、孤雌胚和孤雌桑椹胚核移植重组胚附植前各时期胚胎中,印记基因U2afbp-rs基因以及非印记基因eIF-4C基因表达量的变化,以探明小鼠卵细胞质对克隆胚细胞核中印记基因表达的调控.结果表明,克隆胚供体核基因组DNA在核移植后并没有发生主动去甲基化.孤雌桑椹胚核移植后重组胚中U2afbp-rs基因和eIF-4C基因的表达水平要显著低于对照孤雌胚,但其表达量变化规律与对照孤雌胚相同,说明了卵细胞质对供体核印记基因的表达具有一定的调控作用.     

Mash2基因在体细胞克隆牛肺脏中DNA甲基化状态分析

体细胞核移植(体细胞克隆)技术在动物生产、医药工业、治疗性克隆以及对珍稀濒危动物的拯救有重要意义,然而克隆效率低下以及克隆动物发育异常,严重制约了克隆技术的发展和应用．在体细胞核克隆中,供体核来自高度分化了的体细胞,发生在核移植后几小时内供体核的重编程,决定了克隆胚胎的发育能力．印记基因是由等位基因表观遗传修饰的不对称导致的基因表达具有亲本选择性,而DNA甲基化是调控印记的一个主要方式．印记基因Mash2在胚胎发育和器官形成过程中起着非常重要的作用．为了探求核移植过程中Mash2基因DNA 甲基化的表观重编程是否充分,利用亚硫酸氢盐测序法对出生48 h内死亡的体细胞核移植牛和正常对照牛肺脏中Mash2基因的DNA甲基化状态进行分析．结果显示,尽管位于Mash2基因启动子和第一个外显子处的CpG岛在正常牛和克隆牛中甲基化水平都不高(20.04%,5.55%),但克隆组的甲基化水平仍显著低于正常对照组 (P < 0.05)．甲基化模式正常组中9N3有5种不同的形式,9N4仅1种;而克隆组9C3和9C5也分别是1种．推测Mash2基因的异常DNA甲基化很可能是导致克隆牛肺脏发育异常的一个重要原因．     

体细胞核移植的研究进展

自从克隆羊多利问世以后,体细胞核移植有了较大的发展,陆续有新的动物克隆成功,但克隆的效率仍然较低。本文综述了体细胞核移植技术研究的进展情况,介绍了基因背景、核移植步骤、胚胎相关支持技术对核移植成功率的影响以及核移植技术中的基因修饰和对核重新程序化的最新认识。     

Ascl2、Nap1l4和Osbpl5基因在牛胎盘中的表达分析

基因组印记是一个复杂的表观遗传修饰过程,从而使印记基因呈单基因表达的模式。大部分的印记基因在动物的胎盘中表达,通过调节胎盘的生长和转运能力而促进妊娠和胎儿发育。CDKN1C/KCNQ1OT1印记区域与人类的BWS综合症以及肿瘤的发生有关。Ascl2、Nap1l4和Osbpl5是位于CDKN1C/KCNQ1OT1印记区域的3个基因,其在小鼠和人胎盘中的表达存在差异,在小鼠的胎盘中3个基因是印记的,而在人中为非印记。本研究利用基于单核苷酸多态性(single-nucleotide polymorphism, SNP)的RT-PCR产物直接测序法分析了Ascl2、Nap1l4和Osbpl5在牛的胎盘中表达状态,结果发现Ascl2、Nap1l4和Osbpl5基因在牛的胎盘中的表达与人相似,是双等位基因表达,说明Ascl2、Nap1l4和Osbpl5在胎盘中印记表达模式具有物种特异性。     

动物克隆核再程序化有关机理的研究进展

近年来,动物克隆技术发展迅速,不断有新的克隆动物面世。面对克隆效率、克隆动物存活率低的客观事实,人们对克隆有关机制做了很多探讨。在移植核的再程序化过程中,某些胞浆因子如核质原等在解除已分化细胞核染色质的抑制中发挥了关键的作用,同时移植核发生印记基因及非印记基因的去甲基化和重新甲基化的现象,这种染色质抑制作用的解除及基因的甲基化现象与移植核的去分化有着密切的联系,但其具体机制还不清楚。核移植技术中,供核与受体胞质的协调和核再程序化的关系得到大量研究,目前普遍认为为了使核再程序化进行得更完全,MⅡ期卵母细胞质是适宜的受体,而处于G0期或G1期的体细胞核是合适的核供体。     

AFP基因细胞专一性的表达依赖于某些核蛋白

Ｓｏｕｔｈｅｒｎ ｂｌｏｔｔｉｎｇ分析没有发现成年大鼠肝、胚肝及肝癌细胞ＡＦＰ基因５＇端及上游有任何不同。以ＡＦＰ基因转录起始点到５＇端上游２５５ｂｐＤＮＡ片段为探针进行Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔｔｉｎｇ分析,发现表达ＡＦＰ基因的细胞核蛋白中存在与其结合的核蛋白,这些在成年大鼠肝、肺、脾、心和肾细胞核蛋白中不存在。含有结合蛋白的肝癌核蛋白部分能使作为ＲＮＡ聚合酶Ⅱ来源的成年大鼠肝细胞核蛋白部     

利用体细胞核移植技术制作人胰岛素原转基因牛 （英文）

通过体细胞核移植技术制作了人胰岛素原转基因牛。在CMV启动子指导下以内部核糖体进入位点序列(IRES)连接的新霉素抗性基因和绿色荧光蛋白基因组成了双重标记基因的筛选系统,用于转基因细胞的富集以及细胞和植入前胚胎的筛选。转基因通过电穿孔的方法(900V/cm,5ms)转入体外培养的牛胎儿成纤维细胞,基因转染细胞在添加G418 (800μg/mL)的培养基中培养10天以富集转基因细胞。选择表达绿色荧光蛋白的转基因细胞作为核供体进行体细胞核移植,重构胚经体外培养至囊胚阶段,选择表达绿色荧光蛋白的囊胚进行胚胎移植。为比较基因转染以及供体细胞所处周期对转基因细胞核移植胚胎发育的影响,用作核移植供体的转基因细胞或非转基因细胞先饥饿培养2—4天(0.5 ?S) ,然后恢复培养(10?S) 10 h使细胞同步化于G1期,以正常培养的细胞作为对照进行核移植。结果表明,转基因细胞作为核供体得到的核移植胚胎的体外囊胚发育率低于以非转基因细胞为核供体的对照组(23.2% VS 35.2 %,P<0.05) ;转基因细胞周期同步化处理与否对其克隆胚囊胚发育率无显著影响(23.2% VS 18.9 %,P>0.05)。胚胎移植后2个月直肠检查发现7头受体牛(每头移植2—4枚胚胎)中有一头妊娠,并最终发育足月产下一头小牛。聚合酶链反应(PCR)检测和DNA测序分析表明其为转人胰岛素原基因的转基因克隆牛。     

AFP基因细胞专一性的表达依赖于某些核蛋白

Southern blotting分析没有发现成年大鼠肝、胚肝及肝癌细胞AFP基因5′端及上游有任何不同。以AFP基因转录起始点到5′端上游255 bp DNA片段为探针进行Southwestern blotting分析,发现表达AFP基因的细胞核蛋白中存在与其结合的核蛋白,这些在成年大鼠肝、肺、脾、心和肾细胞核蛋白中不存在。含有结合蛋白的肝癌核蛋白部分能使作为RNA聚合酶Ⅱ来源的成年大鼠肝细胞核蛋白部分具备较高的体外转录活性,表明基因细胞专一的表达确与某些结合蛋白有关。     

利用体细胞核移植技术制作人胰岛素原转基因牛

通过体细胞核移植技术制作了人胰岛素原转基因牛。在CMV启动子指导下以内部核糖体进入位点序列（IRES）连接的新霉素抗性基因和绿色荧光蛋白基因组成了双重标记基因的筛选系统，用于转基因细胞的富集以及细胞和植入前胚胎的筛选。转基因通过电穿孔的方法（900 V/cm, 5 ms）转入体外培养的牛胎儿成纤维细胞，基因转染细胞在添加G418(800 μg/mL) 的培养基中培养10天以富集转基因细胞。选择表达绿色荧光蛋白的转基因细胞作为核供体进行体细胞核移植，重构胚经体外培养至囊胚阶段，选择表达绿色荧光蛋白的囊胚进行胚胎移植。为比较基因转染以及供体细胞所处周期对转基因细胞核移植胚胎发育的影响，用作核移植供体的转基因细胞或非转基因细胞先饥饿培养2—4天(0.5% FBS)，然后恢复培养(10% FBS)10?h使细胞同步化于G1期，以正常培养的细胞作为对照进行核移植。 结果表明，转基因细胞作为核供体得到的核移植胚胎的体外囊胚发育率低于以非转基因细胞为核供体的对照组(23.2% VS 35.2%, P<0.05)；转基因细胞周期同步化处理与否对其克隆胚囊胚发育率无显著影响（23.2% VS 18.9%, P>0.05）。胚胎移植后2个月直肠检查发现7头受体牛（每头移植2—4枚胚胎）中有一头妊娠，并最终发育足月产下一头小牛。聚合酶链反应（PCR）检测和DNA测序分析表明其为转人胰岛素原基因的转基因克隆牛。