肌抑素(Myostatin)基因突变体活性区的克隆、表达及活性的研究

肌抑素Myostatin是肌肉发育的重要抑制因子,肌抑素的突变,使其抑制功能的全部或几乎全部丧失,表现为肌肉细胞的增大和肌纤维束的增加。采用PCR技术,从肌抑素天然突变的双肌牛皮尔蒙特（Piedmontese）的基因组中扩增得到肌抑素突变体的活性区,并将其亚克隆到pMD18T载体上,利用基因重组技术,构建原核表达质粒pET30a(+)/action/Myostatin,在大肠杆菌中高效表达,采用亲和层析法纯化表达产物,并将其共孵育于离体培养的绵羊肌肉细胞,检测肌抑素突变体的生化活性,结果显示肌抑素的突变体具有促进肌肉细胞增生和增殖的功能。     

绵羊Myostatin基因启动子的功能分析

相比于Myostatin基因的作用机制而言, 对Myostatin基因转录和表达的调控机制了解很少. 为了更好地了解Myostatin基因5’调控区的结构和功能, 深入研究Myostatin基因的转录调控机制, 在最近的研究中克隆了绵羊Myostatin基因的启动子(Pro)序列(GenBank 登录号为AY918121). 进一步以EGFP为报告基因, 构建了各种长度的野生型MSTNPro^W-EGFP载体和E-box元件突变型MSTNPro^EM-EGFP载体, 通过转染C2C12小鼠骨骼肌成肌细胞系或绵羊成纤维细胞后, 对各种情况下EGFP的瞬时或稳定表达进行荧光定量分析而比较不同条件下绵羊Myostatin基因启动子的转录调控活性. 结果表明, 0.3~1.2 kb的绵羊Myostatin基因启动子都能不同程度地驱动EGFP在C2C12细胞中的转录和表达, 其中1.2 kb片段的转录调控活性最高. 然 而, 将绵羊1.2 kb MSTNPro^W-EGFP载体转染绵羊成纤维细胞后并未观察到EGFP的表达, 说明Myostatin基因表达的肌肉特异性源于启动子的转录特异性. 对稳定转染绵羊1.2 kb MSTNPro^W-EGFP载体的C2C12细胞进行荧光分析, 结果表明细胞生长密度的增加可以反馈性抑制Myostatin基因的转录和表达. 在C2C12分化状态下, 1.2 kb野生型绵羊Myostatin基因启动子的活性比成肌状态时显著升高, 而1.2 kb E(3+5+7)突变型Myostatin基因启动子的活性在C2C12分化前后并未表现出差别. 这一结果暗示肌肉调控因子MyoD可能是通过与E-box结合而引起Myostatin基因在C2C12分化和生长状态时转录和表达差异的一个原因.     

胞浆内精子注射技术生产小鼠

以piezo操作系统为技术支撑 ,在掌握小鼠卵母细胞胞浆内精子注射技术 (ICSI)的基础上 ,进行了ICSI技术生产试管小鼠的尝试。来自成年昆明 (KM)小鼠附睾尾的新鲜精子 ,剪切去尾后 ,直接将精子头注射到B6D2F1小鼠卵母细胞质中 ,注射后 1h ,83.3%的卵母细胞存活。6h时 ,84.0 %的成活卵子成功受精 ,形成原核 ,排出PB2 体外培养的ICSI胚胎 ,卵裂率 (98%vs 94.7% )和 4-细胞期胚胎比率 (89.5%vs 92.1% )均与培养的体内受精卵没有差异 (P >0.05 ) ;但是 ,桑椹胚(63.8%vs84.2% )和囊胚发育率 (25.7%vs68.4% )极显著地 (P <0.01)低于对照组。120枚原核期胚胎移植给 7只假孕受体后 ,4只受孕小鼠共产出 28只ICSI小鼠 (23.3% )。健康成年的 25只ICSI小鼠都没有明显的生理和行为异常。随机选择其中的 20只小鼠 ,分别进行ICSI小鼠间、ICSI与KM小鼠间共 12组的交配 ,结果所有雌鼠妊娠产仔。在成功建立小鼠ICSI技术的基础上,成功获得了我国的首例ICSI小鼠,并且证明这些ICSI小鼠都具有正常的繁殖后代的能力。     

绵羊胞内单精子注射技术

本文的主要目标是建立绵羊胞内单精子注射技术(intracyioplasmic sperm injection,ICSI)。并且尝试了ICSI技术生产绵羊转基因胚胎的可能性。实验1比较了绵羊卵母细胞孤雌激活的3种化学方法。结果显示,Ionomvcin/3 h/6-dimethylaminopurine(6-DMAP)和Ionomycin激活胚的卵裂率(71.7%和91.8%)和囊胚率(17.4%和11%)显著(P<0.01)高于Ca~(2+)激活胚(18.4%和0)。Ionomycin/3 h/6-DMAP激活胚的囊胚发育形态和比例相对较高。实验2中,活精子注射至卵母细胞质后,用Ionomycin/3 h/6-DMAP激活,排出第二极体(PB2)的71枚ICSI胚胎用SOFaaBSA溶液培养,卵裂率为71.8%(51/71),显著(P<0.01)高于体外受精(41.4%,IVF)和阴性对照胚胎(30.2%,sham-ICSI)。培养7天后,sham-ICSI组没有囊胚生成;ICSI和IVF胚胎的囊胚率分别为7.0%(5/71)和16.1%(9/56),两者差异不显著(P>0.05)。这些ICSI囊胚在冷冻前后均能孵化,显示初步建立了绵羊ICSI技术。另外,我们探索了ICSI技术生产转基因胚胎的可能性,-20℃冻融1次的死精子与pEGFP-N1质粒共注射,33枚2-细胞期ICSI胚胎中,2枚可见GFP蛋白。其中1枚停止发育,另外1枚继续发育至16-细胞期,仍然可见GFP基因的表达。4枚解冻的ICSI囊胚手术移植给2只发情同期化受体绵羊,60天时,B超未见怀孕。本文初步结果表明,ICSI技术生产转基因绵羊有可能性,需深入研究。     

myostatin基因打靶的成肌细胞制备

Myostatin(MSTN), β-转化生长因子超家族的一员,是肌肉生长的负调控因子,该基因自然突变的比利时蓝牛和皮尔蒙特牛出现双肌性状。基因敲除该基因,是实现家畜产肉量的提高的有效方法。通过建立无启动子打靶载体MSTN-GFP, MSTN-neo,转染新生和胎儿绵羊骨骼肌细胞,经过表达绿色荧光蛋白报告基因和G418筛选获得骨骼肌细胞克隆,PCR,Southern blot,DNA序列检测获得阳性细胞克隆,为制备myostatin基因敲除的体细胞克隆绵羊提供核移植供体。     

端粒酶催化亚基基因在小鼠 胚胎发育早期的转录活性

用 RT-PCR 引物分别扩增成年昆明 (KM) 小鼠睾丸、脾脏、肾脏、肝脏和胸腺组织的总 RNA 发现,端粒酶催化亚基基因 tert 在这些组织中都有转录,目标产物正确组装到 PMD 18-T 载体后测序,结果与已知 cDNA 序列一致 . PMSG/hCG 超数排卵方法获得 KM 小鼠成熟卵母细胞和 CZB 溶液体外培养的胚胎 (KM ♀× KM ♂ ) ,用酸性 Tyrode's 溶液消化透明带后,采用巢式 RT-PCR ,同时分析 tert 基因和持家基因 hprt 的转录发现,对于单个样品来说 , 全部卵母细胞 (15 h-post hCG , 10/10) 都存在 hprt 转录本,其中,只有 40% (4/10) 还同时存在 tert 转录本 . 原核形成初期 (20 h-post hCG , 6/6) 和原核晚期 (30 h post-hCG , 8/8) 的受精卵,以及发育至 2-C 早期的胚胎 (35 h-post hCG , 7/7) 都不转录 tert 基因,只有 hprt mRNA 存在; 2-C 晚期 (50 h-post hCG) 时,两个基因同时转录 (4/8) 和一个基因单独转录 (4/8) 的胚胎各占 50% ;从 4-C 阶段 (65 h-post hCG , 4/4) 开始,包括 8-C 阶段 (75 h-post hCG , 4/4) ,桑椹胚阶段 (93 h-post hCG , 4/4) ,直至囊胚阶段 (118 h-post hCG , 4/4) ,所有的胚胎都同时转录 tert 和 hprt 基因,而且转录水平明显升高 . 以 20 枚胚胎量为模板进行 RT-PCR 发现,原核早期,原核晚期的胚胎中仍然没有 tert 基因转录,只有 hprt mRNA ,但是,在 2-C 早期胚胎中同时检测到了 hprt 和 tert 两种 mRNA. 结果表明,持家基因 hprt 在成熟卵母细胞受精前后,以及胚胎早期发育过程中均存在转录本 . 40% 卵母细胞中存在的 tert mRNA 在受精后很快降解,检测不到;胚胎基因组在 2-C 早期开始转录 tert mRNA ,转录水平逐渐上升 . 结果暗示,小鼠胚胎的基因组 DNA 在 2-C 早期开始启动,功能基因 tert 也在此时开始转录,可能与胚胎发育初期的染色体保护有关 .     

Cloned calves produced by nuclear transfer from cultured cumulus cells

Short-term cultured cumulus cell lines (1-5BCC) derived from 5 individual cows were used in nuclear transfer (NT) and 1188 enucleated bovine oocytes matured in vitro were used as nuclear recipients. A total of 931 (78.4%) cloned embryos were reconstructed, of which 763 (82%) cleaved, 627 (67.3%) developed to 8-cell stage, and 275 (29.5%) reached blastocyst stage. The average cell number of blastocysts was 124±24.5 (n=20). In this study, the effects of donor cell sources, serum starvation of donor cells, time interval from fusion to activation (IFA) were also tested on cloning efficiency. These results showed that blastocyst rates of embryos reconstructed from 5 different individuals cells were significantly different among them (14.1%, 45.2%, 27.3%, 34.3%, vs 1.5%, P<0.05); that serum starvation of donor cells had no effect on blastocyst development rate of NT embryos (47.1% vs 44.4%, P>0.05); and that blastocyst rate (20.3%) of the group with fusion/activation interval of 2–3 h, was significantly lower than that of the 3–6 h groups (31.0%), while not significantly different among 3–4 h (P < 0.05), 4–5 h, and 5–6 h groups (P≥0.05). Sixty-three thawed NT blastocysts were transferred to 31 recipient cows, of which 4 pregnancies were established and two cloned calves were given birth. These results indicate that serum starvation of cumulus cells is not a key factor for successful bovine cloning, while IFA treatment and sources of donor cells have effects on cloning efficiency.     

哺乳动物体细胞核移植研究进展及应用前景

哺乳动物体细胞核移植克隆技术成功于１９９７ 年,曾引起世界范围内的广泛关注,本文综述了体细胞克隆技术在近两年内的最新研究进展及其在生产、医疗和科学研究方面的应用前景。     

牛体外受精胚胎的基因组甲基化模式

利用抗5-甲基胞嘧啶(5MeC)抗体免疫荧光法检测了体外成熟(IVM)、体外受精(IVF)和体外培养(IVC)的牛合子及早期胚胎的基因组甲基化模式. 实验结果表明: 有61.5%的合子发生了雄原核去甲基化, 而34.6%的合子没有发生去甲基化; 当胚胎发育到8-细胞时, 甲基化水平明显下降, 且一直到桑椹胚期仍维持低甲基化状态, 但同一枚胚胎的不同卵裂球之间甲基化水平不同; 在囊胚期, 内细胞团细胞的甲基化水平很低, 而滋养层细胞的甲基化水平却很高. 本研究结果至少部分地提示, IVM/IVF/IVC可能对牛合子及早期胚胎的甲基化模式有一定影响.     

动物乳腺生物反应器的现状和趋势

利用转基因家畜的乳腺生产人类重组蛋白,可以高效获得安全、足量的药用蛋白。本文针对乳腺生物反应器的成功研制,从目的基因的选择、载体构建、转基因技术等方面探讨了动物乳腺生物反应器的研究现状。分析了提高转基因效率和外源蛋白表达水平的技术途径,提出了降低总体成本的战略措施。特别探讨了利用Cre-loxP系统发展“体细胞打靶体细胞核移植技术体系”,高效生产乳腺生物反应器动物的可能性。