基于CRISPR/Cas系统的单碱基编辑技术研究进展*

基于CRISPR/Cas系统出现的单碱基编辑技术可以实现高效且简便的单个碱基的替换编辑,其原理是将胞嘧啶脱氨酶(cytosine deaminase)或腺苷脱氨酶(adenosine deaminase)与Cas9n(D10A)形成融合蛋白,通过CRISPR/Cas精准识别和定位DNA上的靶位点后,利用胞嘧啶脱氨酶或腺苷脱氨酶将靶点距离sgRNA位点基序(protospacer adjacent motif,PAM)序列端的4~7位的单个碱基发生单碱基转换或颠换。对基于CRISPR/Cas系统的单碱基编辑技术发现的历史、组成和分类、工作原理进行了概述,并总结了该系统最新进展及应用。     

猪VHL基因克隆及敲低克隆胚胎的构建

通过在细胞和胚胎水平对猪Von Hippel-Lindau(VHL)基因进行了基因敲低研究,以便为建立VHL疾病模型猪奠定基础.研究首先通过 3'RACE和5'RACE克隆得到猪VHL基因cDNA全长序列(2 725 bp),Real-time PCR结果表明VHL基因广泛表达于猪的各种组织器官,其中在肾上腺、肝脏、胰腺、心脏和睾丸等组织器官高量表达.进一步在猪iPS细胞中对5条干扰片段进行筛选,获得2条高效的干扰片段,干扰效率分别达到72％(P=0.0012)和64％ (P＜ 0.01).以稳定干扰VHL基因的猪胎儿成纤维细胞为核供体,构建克隆胚胎,结果表明,克隆胚胎的发育能力与对照组相比没有明显差异,而且在克隆囊胚中VHL基因的干扰效率达到71％ (P＜ 0.01).综上所述,文中获得了猪VHL基因全长序列并获得该基因稳定敲低的猪细胞和胚胎,从而为VHL疾病模型猪的构建奠定了良好的基础.     

早春低温开花植物花芽趋同进化特征研究

在开展泛喜马拉雅地区植物调查中发现,早春低温时期,大多数高海拔植物的花芽苞片具有浓密柔毛形态特征。该研究以柳属植物为实验材料,运用红外线测温仪与红外热成像仪,在太阳光照射与遮荫两种情况下,对温带地区自然环境生长的白玉兰花芽进行测温,观测花芽内外温度的变化过程和规律,并采用Li-6400光合仪测定不同光照强度下柳属花芽与木兰属花芽内外温度变化,分析花芽温度与光强的关系,探讨花芽苞片被毛与海拔之间的关系。结果表明:(1)柳属植物花芽苞片被毛与海拔、光照强度有关,花芽苞片上的柔毛能够吸收太阳光中的热量,海拔越高,苞片具有更浓密的柔毛。(2)柔毛能防止花芽内部热量散失,使幼嫩的花芽在冬季或早春低温环境下免受低温影响。因此将花芽或花序苞片上具有浓密柔毛的植物称为"花芽被毛植物",其被毛特征是植物对早春低温环境适应性趋同进化的结果。     

猪卵母细胞c-mos基因表达以及RNA干扰

c-mos基因在动物卵母细胞减数分裂调控中起作用,但其作用机制目前仍不清楚。本实验通过RT-PCR、免疫荧光激光共聚焦检测方法检测了猪卵母细胞在体外成熟培养过程中c-mos基因在转录水平、翻译水平上的表达以及蛋白的分布,并应用注射小干扰RNA(siRNA)方法对其进行了RNA干扰(RNAi)研究。结果显示,猪卵母细胞在体外成熟培养过程中c-mos基因mRNA量逐渐增高,电激活后6h接近完全降解;MOS(c-mos基因蛋白产物)在GV卵母细胞生发泡中有一定量的表达,生发泡破裂(GVBD)前表达量增加且开始向卵母细胞胞质弥散,成熟培养44h未成熟卵母细胞中的MOS表达量要高于成熟卵母细胞,激活后6h核区MOS明显减少,但仍然有少量MOS分布于胞质中;成熟培养前干扰c-mos基因,所用三个siRNA都能成功敲低mRNA量,分别是同时期对照组mRNA量的0.08±0.03,0.11±0.06和0.20±0.06倍,干扰后虽然没有完全剔除MOS,但MOS量比同期卵母细胞有明显下降,仍可以引发成熟卵母细胞染色体解凝集。研究结果揭示了猪卵母细胞体外成熟及发育进程中c-mos基因在转录和翻译水平上的动态表达规律,建立了猪卵母细胞c-mos基因RNAi体系,为MOS在猪卵母细胞发育过程中的功能研究建立了重要的基础。     

恒河猴二次接种H5N1亚型禽流感病毒

对恒河猴进行二次接种H5N1亚型禽流感病毒试验,并对二次接毒的结果进行观察,评估初次接毒对恒河猴二次接毒效果的影响.首次接种试验中,3、4、5号恒河猴用环甲膜穿刺注射方法接种含有H5N1亚型禽流感病毒的尿囊液,6号猴接种不含病毒的尿囊液.90d后,再次用环甲膜穿刺注射方法二次接种,4、5、6号猴接种7mlTCID50浓度为104.875病毒的尿囊液,3号猴接种7ml不含病毒的尿囊液.进行抗体等检测,并分别于72h无痛处死3、4、6号猴,第7d无痛处死5号猴,进行肺的病毒检测及病理观察.结果显示,3、4、5号猴至试验结束时体内依然有较高的抗H5N1亚型禽流感病毒抗体水平,6号猴没有抗体;通过RT-PCR以及免疫组化染色进行病毒检测,均只在6号猴肺部检出病毒,且6号猴肺部病理损伤最为严重.由此可以得出初步结论:在初次感染H5N1亚型禽流感病毒后90d,临床症状已基本恢复正常的恒河猴体内仍然有较高水平的抗体,此时,恒河猴抵抗H5N1亚型禽流感病毒二次感染的能力显著提高.     

小鼠雌性生殖系统电穿孔与微泡增强超声波转EGFP基因的研究(简报)

非病毒载体转基因法,如注射裸DNA或脂质体转染,不产生细胞毒性,但除了肌肉组织外其他组织的转导效率均不高。电脉冲可使细胞膜产生临时的微孔允许一些分子通过,因此应用此方法可将药物或基因转入动物组织。电穿孔常用于培养的细胞转基因,理论上,低强度、长脉冲,或高强度、短脉冲有利于电转导,选择适合的参数是电转导的关键。本实验比较了不同电压和脉冲时间对小鼠卵巢在体转入绿色荧光蛋白基因的效果,确定了最适的电转导参数,为卵巢疾病的药物、基因治疗和研究卵泡发育中的基因调控提供了实验手段。超声波是临床常用的诊断方法,对人体无害…     

小鼠雌性生殖系统电穿孔与微泡增强超声波转EG即基因的研究（简报）

非病毒载体转基因法。如注射裸DNA或脂质体转染,不产生细胞毒性。但除了肌肉组织外其他组织的转导效率均不高。电脉冲可使细胞膜产生临时的微孔允许一些分子通过。因此应用此方法可将药物或基因转人动物组织。电穿孔常用于培养的细胞转基因,理论上,低强度、长脉冲。或高强度、短脉冲有利于电转导。选择适合的参数是电转导的关键。本实验比较了不同电压和脉冲时间对小鼠卵巢在体转入绿色荧光蛋白基因的效果．确定了最适的电转导参数。为卵巢疾病的药物、基因治疗和研究卵泡发育中的基因调控提供了实验手段。     

禽流感H5N1亚型病毒感染ICR小鼠的动物模型

目的 建立H5N1禽流感病毒感染ICR小鼠的疾病动物模型.方法 将100 μL H5N1 禽流感病毒原液(EID50为105.37/0.2 mL) 鼻腔接种ICR小鼠,设生理盐水组、正常尿囊液组对照,接毒后14 d内每隔12 h观察一次,主要观测指标有临床体征、体重和体温变化、死亡率、病理变化、病毒分离和血清抗体检测 (ELISA方法).结果 被感染的ICR小鼠的病程可以划分为潜伏期 (第0～1天)、急性感染期 (第2～7天)、恢复期 (第8～14天),急性感染期表现出活动明显减少,弓背,反应性差,扎堆;接毒后第1天开始体温和体重下降,第6天体温和体重停止下降;接毒组ICR小鼠累计的死亡率为60%;急性感染期ICR小鼠的肺部病变最严重,表现为间质性肺炎,肺间质充血、水肿和淋巴细胞浸润,毛细血管扩张,上皮细胞变性、坏死、脱落,并有充血和单核细胞浸润;接毒后第1天至第8天可在小鼠的肺、脑、气管和心、肝、脾、肾分离到病毒;接毒后第6天从ICR小鼠血清中检测到抗体.结论 本实验室建立的H5N1禽流感病毒感染ICR小鼠的模型在临床表现、体重变化、死亡率、病理变化、病毒复制指标能达到禽流感病毒疾病模型的造模要求,符合人类禽流感感染疾病的基本特征.     

外源中心体在哺乳动物胚胎发育中的遗传机制

中心体是一个非膜包被的半保留细胞器,由一对相互垂直的圆柱形中心粒及其周围大量的高电子密度的蛋白质-中心体基质(pericentriolar material,PCM)组成.在所有哺乳动物细胞中,中心体(centrosome)作为主要的微管组织中心(microtubule organizing centers,MTOCs),起到组装和稳定微管的关键功能.在大多数哺乳动物精子形成过程中,精子保留了近端中心粒,失去了大部分的中心体旁蛋白和远端中心粒,而在卵母细胞形成过程中两个中心粒被逐渐降解,主要的中心体旁蛋白被保留了下来,弥散于卵胞质中.受精后,在卵母细胞中精子中心粒被进一步降解,来源于卵母细胞和精子的中心体旁蛋白形成受精卵的MTOCs在胚胎分裂过程中行使功能.但在小鼠等啮齿类动物精子形成过程中,两个中心粒全部被降解,因此受精卵中的MTOCs主要由来源于卵母细胞中心体旁蛋白组成.在大多数哺乳动物核移植胚胎中.外源中心粒在胚胎1-细胞期即被降解,而是来源于供体细胞和受体卵母细胞的中心体旁蛋白形成重构胚的MTOCs指导纺锤体形成,中心粒是在囊胚期才从头合成的.在灵长类中,来源于精子的中心粒能与PCM一起组成典型的中心体在胚胎分裂过程中行使功能,但在其核移植胚胎中,体细胞中心体和去核卵母细胞中剩余的中心体旁蛋白不能有效的组装形成功能性中心体,这可能是灵长类哺乳动物体细胞克隆失败的一个关键原因. 成过程中,两个中心粒全部被降解,因此受精卵中的MTOCs主要由来源于卵母细胞中心体旁蛋白组成.在大多数哺乳动物核移植胚胎中.外源中心粒在胚胎1-细胞期即被降解,而是来源于供体细胞和受体卵母细胞的中心体旁蛋白形成重构胚的MTOCs指导纺锤体形成,中心粒是在囊胚期才从头合成的.在灵长类中,来源于精子的中心粒能与PCM一起组成典型的中心 在胚胎分裂过程中行使功能,但在其核移植胚胎中,体细胞中心体和去核卵母细胞中剩余的中心体旁蛋白不能有效的组装形成功能性中心体,这可能是灵长类哺乳动物体细胞克隆失败的一个关键原因. 成过程中,两个中心粒全部被降解,因此受精卵中的MTOCs主要由来源于卵母细胞中心体旁蛋白组成.在大多数哺乳动物核移植胚胎中.外源中心粒在胚胎1-细胞期即被降解,而是来源于供体细胞和受体卵母细胞的中心体旁蛋白形成重构胚的MTOCs指导纺锤体形成,中心粒是在囊胚期才从头合成的.在灵长类中,来源于精子的中心粒能与PCM一起组成典型的中心 在胚胎分裂过程中行使功能,但在其核移植胚胎中,体细胞中心体和去核卵母细胞中剩余的中心体旁蛋白不能有效的组     

禽流感H5N1病毒感染BALB/c小鼠的细胞免疫动态变化

[目的]测定H5N1病毒感染BALB/c的小鼠模型的细胞免疫动态变化,探讨病毒对机体免疫系统的影响。[方法]通过流式细胞仪测定CD3+T、CD4+T、CD8+T等细胞免疫变化。[结果]感染H5N1病毒的小鼠血液中CD3+T、CD4+T、CD8+T细胞数量下降(P<0.05),脾脏中T细胞数量下降的趋势与血液相同,CD4+T/CD8+T的比例上升,只是两者的时间有所差别。[结论]说明病毒对细胞免疫T细胞数量影响较大,而且CD8+T受到的影响更为明显,反应了机体特异性细胞免疫功能受抑制,并且彼此之间的平衡受到破坏。