人乳铁蛋白 (hLF) 转基因山羊的遗传背景分析

以随机整合方式获得的转基因动物外源基因的拷贝数、整合位点及染色体核型等遗传背景并不清楚,可能会存在外源基因的沉默整合、无效整合、毒性整合以及其表达水平不可预测等问题。文中选取了6只原代(F0)及其相对应的子一代(F1)的人乳铁蛋白(hLF)转基因山羊作为研究对象,分别颈静脉采血、提取DNA,通过染色体核型分析、实时荧光定量PCR(qPCR)、ELISA和Westernblotting等检测技术,研究其外源基因的遗传背景与表达水平。结果显示,6只F0代转基因山羊的染色体没有明显的形态变异、数量改变等异常情况。相对拷贝数高低不同(2–16),且能够稳定地遗传给下一代,F0和F1代hLF基因拷贝数一致。F1代转基因山羊表达hLF水平最高可达1.12 g/L(L3-1,拷贝数8)。结果表明,整合的外源基因能够稳定地遗传下一代,也没有对转基因山羊个体的生长发育造成障碍,而且拷贝数高低与hLF表达水平无明显的相关性,这为转基因山羊及其他转基因动物的新品种培育奠定了基础,解析了遗传背景。     

人工锌指核酸酶突变EGFP基因的功能分析

锌指核酸酶技术在基因定点修饰中具有效率高和特异性好等特点,并成功应用于数十种生物。目前,该技术是否能应用羊上尚未报道。为了敲除转基因山羊标记基因 (EGFP),构建了一对针对EGFP外显子上的锌指核酸酶表达载体,将其电转染至转EGFP基因胎儿成纤维细胞中,研究了锌指核酸酶突变EGFP基因的效率和方式,利用基因显微注射单细胞获得获得的转基因 (EGFP) 细胞系作为锌指核酸酶的靶细胞。结果显示,通过锌指核酸酶的突变作用,转染后的细胞发绿色荧光比例下降,测序结果显示在EGFP外显子中插入1个碱基G,导致编码EGFP基因的阅读框改变,从而起到基因突变的作用。结果表明,文中构建的锌指核酸酶对EGFP基因有突变作用,可以为以后获得无标记基因供核细胞进行体细胞核移植生产克隆羊奠定基础。     

转录激活因子样效应物核酸酶介导的山羊β-乳球蛋白基因敲除和人乳铁蛋白基因定点整合

为了敲除山羊乳中致敏源β-乳球蛋白(BLG)基因,同时在BLG基因座定点整合人乳铁蛋白(hLF)基因。首先针对山羊BLG第3外显子识别位点设计了1对特异性TALEN-3-L/R质粒对;同时,构建了含有1个HSV-TK负筛选基因的hLF基因打靶载体BLC14-TK。TALENs质粒对转染山羊胎儿成纤维细胞,2μg/m L嘌呤霉素筛选3 d,PCR扩增产物测序来验证其切割DNA活性。打靶载体BLC14-TK与TALEN-3-L/R质粒对共转染山羊胎儿成纤维细胞,经700μg/m L G418和2μg/m L GCV共筛选药物抗性细胞株;通过整合检测和同源重组检测来筛选hLF基因打靶细胞株;BLG~–/hLF~+打靶细胞株作为供核细胞进行山羊体细胞核移植。结果为:TALEN-3-L/R致突变率为25%-30%;获得BLG~–/hLF~+打靶细胞6株;共制作重构胚胎335枚,移植受体山羊23只,B超检测到30-35 d的妊娠受体9只(妊娠率39.1%),其中1只50日龄克隆胎儿验证为BLG~–/hLF~+基因型。以上结果表明获得BLG基因座定点整合hLF基因的基因打靶山羊是可行的,为培育羊乳中含低致敏原和富含hLF的山羊新品系奠定了基础。     

白芷在神经病理性疼痛中对MrgprD-TRPA1通路的调控作用分析

目的 本研究拟通过建立坐骨神经慢性缩窄损伤(chronic constriction injury, CCI)小鼠模型,分析和探讨白芷在神经病理性疼痛中的镇痛效果及其对MrgprD-TRPA1信号通路的调控作用。方法 无菌外科手术结扎缠绕30只小鼠坐骨神经制备CCI小鼠模型;VonFrey实验检测白芷对小鼠机械刺激疼痛行为学变化,热辐射实验评估白芷对小鼠热痛觉过敏情况;Western Blot、免疫荧光、RT-PCR检测白芷对小鼠MrgprD和TRPA1蛋白表达水平、DRG阳性神经元数量、MrgprD和TRPA1 mRNA水平的影响;通过对HEK293细胞分别单转染和共转染MrgprD、TRPA1质粒后的钙成像实验,分析荧光信号强度差异性。结果 共成功制备了25只CCI小鼠模型,造模率达到83.33%(25/30);白芷灌胃的CCI小鼠机械性阈值和缩足潜伏时间均显著大于对照组(P<0.05);白芷灌胃的CCI小鼠中MrgprD和TRPA1蛋白表达水平均显著低于对照组(P<0.05);白芷灌胃的CCI小鼠DRG中MrgprD和TRPA1阳性神经元的数量显著低于对照组(P<...     

tPA/gGH双基因转染山羊乳腺上皮细胞表达分析

人组织纤溶酶原激活剂(tissue-type plasminogen activator,tPA)是一种被广泛应用于临床的溶栓药物。双基因共整合入生物体内能够产生协同作用,从而提高目的基因的表达水平。但是目前,利用gGH基因与tPA基因共整合以期提高tPA表达水平的相关研究较少。为筛选获得tPA高表达的tPA/gGH双基因整合的单克隆转基因山羊乳腺上皮细胞株,本研究以β-casein基因作为调控序列,构建乳腺特异性表达载体PCL25/gGH,并通过电转染将tPA和gGH双基因共转染山羊乳腺上皮细胞;通过G418筛选获得抗性细胞株,经PCR检测获得转基因单克隆细胞株;利用催乳素诱导tPA表达,收集48 h后细胞诱导液进行ELISA()和Western blotting检测并分析其tPA表达水平。结果表明,共获得142株抗性单克隆细胞,其中有53株tPA单基因整合细胞株,34株tPA/gGH双基因整合细胞株,双基因整合率达23.9%(34/142)。共检测出29株细胞能够表达tPA,其中单基因表达细胞为12株,表达率为22.6%(12/53);双基因表达细胞为17株,表达率为50.0%(17/34);且单基因细胞表达tPA含量为7.5~52.0μg/mL,而双基因细胞表达tPA含量为40~360μg/mL,明显高于单基因表达水平。本研究通过电转染的方式成功获得了tPA/gGH双基因整合的单克隆山羊乳腺上皮细胞株,并证明双基因整合的细胞株表达tPA水平明显提高,为后期制备高表达转基因山羊奠定了基础。     

TALENs介导MSTN基因突变山羊的制备及性能分析

肌肉生长抑制素(myostatin, MSTN)是一种骨骼肌生长发育的负调控因子,可以抑制成肌细胞的增殖,是动物品种改良的重要候选基因,该基因突变能够引起骨骼肌的广泛性增生与肥大,产生“双肌”症状,导致动物脂肪分化减少、肌肉含量增加,从而满足市场动物肉品质消费的需求。为了获得“双肌”表型的MSTN基因突变克隆山羊,本研究在山羊MSTN基因第一外显子序列设计并构建TALENs表达载体,转染山羊胎儿成纤维细胞,经嘌呤霉素筛选获得抗性细胞株,通过PCR检测和基因测序筛选MSTN基因突变细胞株作为供核细胞进行山羊体细胞核移植,并鉴定MSTN基因突变类型;通过组织切片分析MSTN基因突变山羊肌肉组织形态结构,监测不同月龄克隆山羊体重并分析其不同生长发育阶段的体重增长趋势。结果表明,共获得109株MSTN基因突变细胞株,突变效率达到79.0%(109/138),其中46株为双等位基因突变,占细胞株总数的33.3%(46/138)。选取4株生长状态较好的MSTN基因突变细胞株(1株为双等位基因纯合突变,3株为非纯合突变)进行体细胞核移植至12只受体山羊,30d时B超检查出受孕母羊4只,受孕率为33....     

羊乳"人源化"改造的两大利器——TALEN和CRISPR/Cas9的应用研究进展

羊乳是一种理想的牛乳过敏症患者的替代乳品,TALEN和CRISPR/Cas9基因编辑技术是羊乳"人源化"改造的两大利器,能够与核酸内切酶相结合,特异性识别并结合生物体基因位点,切割DNA双链,导致双链断裂.通过同源重组(homologous recombination,HR)或非同源末端连接(non-homologous end joining,NHEJ),可以对哺乳动物乳蛋白基因或其他生物体基因组进行定向精确修饰,具有简单、高效、精准、定向等特点,是近年来一种新兴的生物技术,被广泛应用于基因工程、动植物遗传育种及其他生物医学各领域.但在羊乳"人源化"改造中的应用综述研究尚未见报道,故本文主要对这两种基因编辑技术的基本结构与作用机理、发展历史、羊乳基因编辑研究进展、本课题组研究现状及展望进行综述,以期为相关研究提供参考.     

MSTN基因突变纯合子兔的繁育和表型分析北大核心CSCD

肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)基因是动物骨骼肌生长的负调控基因。本研究在获得MSTN基因双等位突变原代兔的基础上,培育具有“双肌”表型性状和稳定遗传的MSTN^(–/–)纯合突变兔,建立原代MSTN双等位突变兔繁育纯合子后代的方法。应用CRISPR/Cas9基因编辑技术制备MSTN–/–突变原代兔,原代双等位突变兔与野生型兔配种,产生F1代兔。同一突变系的F1代兔半同胞交配或回交繁殖F2代纯合子兔;后代兔利用基因组DNA PCR扩增产物序列分析和T载体克隆测序鉴定用于筛选纯合子兔;14–19周龄MSTN基因突变兔称量体重。MSTN基因突变兔臀大肌组织切片,统计分析肌纤维横截面积。获得5只MSTN基因突变原代兔,其中3只用于纯合子培育,共获得15只(5种突变子)纯合突变兔(M2-a:3只;M2-b:2只;M3-a:2只;M7-a:6只;M7-b:2只)。在14–19周龄,MSTN^(–/–)纯合突变兔体重极显著高于同龄MSTN+/+野生型兔(平均(2718±120)g和(1969±53)g,P<0.01,同龄体重提高38.0%);纯合突变兔的臀大肌纤维平均截面积极显著高于野生型兔((3512.2±439.2)μm^(2)和(1274.8±327.3)μm^(2),P<0.01),也显著高于MSTN^(+/–)半合子兔((3512.2±439.2)μm^(2)和(2610.4±604.4)μm^(2),P<0.05)。本研究成功培育了5种MSTN^(–/–)基因纯合突变兔,且有明显瘦肉表型。研究表明,应用CRISPR/Cas9基因编辑获得的原代双等位突变兔为非嵌合体突变兔,突变性状遗传后代;原代双等位突变兔后代分离为两个不同突变子,并都呈现“双肌”表型;F1代单等位突变兔通过近交或回交可获得MSTN^(–/–)纯合突变兔。该研究在利用基因编辑技术培育优良家畜品种方面取得了实验进展。     

CRISPR /Cas9基因编辑技术在山羊和绵羊中的应用研究进展

CRISPR/Cas9系统是近年来新兴的一种基因编辑技术,可将特定DNA基因序列敲除、插入或定点突变,具有快捷、高效、精准、特异性高等特点,广泛地应用于遗传育种、生物医药和基因工程等研究领域。山羊和绵羊是重要的经济家畜动物和实验动物,利用CRISPR/Cas9基因编辑系统对羊进行遗传修饰,将加速品种改良,提高动物生产性能,获得更加优质的农副产品。主要对CRISPR/Cas9基因编辑技术的概述、作用机理及在羊乳"人源化"改造、提高肉品质、改善毛纤维质量等方面的应用研究进展及发展前景作简要阐述,以期为相关科研人员提供参考。