外源基因在鱼类核移植胚胎中的转录起始

比较了hGH转植基因在F4代的转MThGH基因鱼, F4代胚胎细胞的核移植后代, 以及F4代尾鳍培养细胞的核移植后代中的转录时序差异. RT-PCR实验结果表明, hGH基因在转基因鱼F4代胚胎中从原肠早期开始转录; F4代胚胎细胞核移植的后代在囊胚早期已能检测到hGH基因转录本; F4代尾鳍培养细胞核移植的后代自16胞期就出现hGH基因的转录.上述结果表明, 鲤鱼卵细胞质对分化细胞核特定基因的再程序化能力是有限的, 进而推论鱼类细胞核移植试验中仅有少部分的供体核能够发生完全再程序化.     

动物克隆中的端粒和端粒酶

端粒是染色体上的一种重要结构,对维持染色体的稳定性起重要作用。核移植后,端粒长度和端粒酶活性的变化是重要的核重编程事件。不同种类的动物和供体细胞核移植后,在端粒长度的变化上存在一些差异,反映了重编程程度的不同。核移植后,在克隆囊胚中存在高水平的端粒酶活性,克隆动物的端粒长度延长,可能是由于克隆过程中端粒酶基因的重编程的缘故。     

哺乳动物体细胞异种核移植胚胎早期发育的研究进展

体细胞异种核移植是指将一个物种的体细胞移植到另一物种的去核卵母细胞中,移入的体细胞核在受体胞质中重编程并发育成新个体的实验方法.该方法为拯救濒危物种和获取灵长类胚胎干细胞提供了可能的途径.但这方面的研究目前还只获得初步的进展,核重编程不完全以及异种胚胎的囊胚率低仍是其面临的主要难点.本文从基因表达、表观重编程、线粒体异质性、核重塑和核移植体系优化等方面入手,介绍近年来哺乳动物体细胞异种核移植的研究进展,并探讨异种重构胚重编程所面临的关键问题和可能获得成功的方法.     

TSA促进转基因猪体细胞核移植胚胎发育和外源基因表达

不完全的表观遗传重编程是造成转基因克隆动物效率低下的主要原因,组蛋白修饰作为表观遗传修饰的一个重要部分,可以直接影响克隆胚胎的发育和外源基因的表达情况。TSA(Trichostatin A)作为一种组蛋白去乙酰化抑制剂,可以改变组蛋白的乙酰化水平,促进表观遗传重编程,提高克隆动物的效率。同时TSA能改变染色质结构,使转录因子易于与DNA序列结合,促进外源基因的表达。文章确定了TSA处理转基因猪成纤维细胞和核移植胚胎的最佳条件,分别为250 nmol/L、24 h和40 nmol/L、24 h,通过进一步正交实验发现,TSA同时处理供体细胞和克隆胚胎可以显著的促进核移植胚胎的体外发育。此外,无论TSA处理转基因猪成纤维细胞或核移植胚胎,都可以提高外源基因的表达水平。     

核移植介导的哺乳动物体细胞核重编程研究进展

哺乳动物的体细胞核移植技术已经发展了20年有余,重构胚发育过程中的核重编程异常是制约这项技术应用的主要障碍。目前,提高克隆效率的方法主要是通过调节重编程过程中的表观遗传修饰来修复重编程的错误,从而提高核移植胚胎的发育效率。综述了核移植后早期胚胎发育过程中供体核重编程的异常,讨论了修复这些异常表观遗传修饰的研究进展,并对可能影响核移植胚胎发育的重编程事件及新兴技术进行展望。     

细胞重编程过程中核小体定位改变研究进展

细胞重编程是指在精卵结合或核移植过程中,核遗传物质的表观遗传标记发生删除和重塑,从而使已分化的细胞成为具有全能性的过程.发生细胞重编程的方法主要有细胞融合、体细胞核移植以及诱导多能干细胞等.核小体是染色质的基本结构及功能单位,是染色质的一级结构,核小体定位对基因的表达及细胞的状态有着重要的调控作用.细胞重编程过程中核小...     

体细胞克隆哺乳动物胚胎发育的表观遗传学

如何提高克隆效率和体细胞核移植后表观遗传重编程的潜在机制的研究是当前生命科学的热点之一。将处于分化状态而进行核移植的体细胞转变成具有全能型的早期胚胎的关键是表观遗传的重编程。文章从基因印迹,x染色体失活,端粒长度等方面来探讨哺乳动物克隆胚胎在发育过程中的表观遗传重编程的机制。     

核移植与供体细胞

“多莉”羊的诞生是生物界的一个里程碑,它之所以引起如此大的轰动主要是因为它来源于培养的成年绵羊乳腺上皮细胞,这是人类第一次证明分化的体细胞可以被重编程后恢复全能性并最终分化发育成一个动物个体。这说明哺乳动物分化的体细胞核仍具有全套的遗传物质并能够被卵母细胞逆转恢复全能性。然而,关于多莉的供体细胞来源却一直是克隆领域的一个谜。由于体细胞克隆的效率非常低,而用于核移植的供体细胞悬液中往往含有多种类型的细胞,这使得我们很难确切地知道最终获得的克隆动物是来源于哪一种细胞。这种不确定性给我们研究核移植诱导体细胞重编程的机制带来了很大的困难,因此,对供体细胞的研究也是核移植研究领域的一个重要课题,这包括各种组织来源的体细胞是否均可以用于核移植,终末分化的体细胞是否能够用于核移植,组织干细胞是否更有利于体细胞重编程,供体细胞的分化状态是否与核移植的效率有关,死亡的体细胞是否也可以用于核移植等等。本文综述了核移植中与供体细胞相关的最新研究进展。     

体细胞核移植诱导的表观遗传学变化

体细胞核移植技术是指将一个分化的体细胞核置入去核的卵母细胞中,并发育产生与供体细胞遗传背景一致的克隆后代的技术。目前,世界上通过体细胞核移植技术已经产生了许多的克隆动物。但克隆过程中还存在着很多问题,比如,克隆效率太低、克隆个体常伴有表型异常和早亡等,从而使该技术应有的应用潜力不能得到充分的发挥。体细胞表观遗传学重编程的不完全或紊乱是造成核移植诸多问题的主要原因。近十多年来,人们对体细胞核移植后的重编程进行了广泛的研究,其核心内容包括核及核外结构的重塑、DNA甲基化模式的重建、基因印迹和x染色体失活、组蛋白乙酰化模式的重建、端粒长度恢复等,以期能够对其重编程加以人为干预,从而提高动物克隆效率。本文拟对体细胞核移植诱导的重编程研究进展加以综述,希望对体细胞重编程机制的阐明有所启发。     

体细胞核移植后核重编程的影响因素

近年来,人类核移植胚胎干细胞建系成为一项炙手可热的研究,用再生医学的理念治疗退行性疾病及器官移植为这一研究带来无穷的魅力和生命力;但是核重编程仍是核移植技术的瓶颈,制约了重构胚胎干细胞的研究。核重编程是指供体细胞核移入卵母细胞后必须停止本身的基因表达程序并恢复为胚胎发育所必需的特定的胚胎表达程序。只有供核发生完全重编程,重构胚胎才能正常发育。核重编程与供核者的年龄,供核细胞的组织来源、分化状态、细胞周期、传代次数,供核的表遗传标记以及供卵者的年龄、卵子的成熟度等因素有关。一般来说,颗粒细胞作为核供体最易被核重编程。供核者为胎体或新生体,供核细胞处于低分化状态或已传数代,供核细胞经过去表遗传标记处理,供卵者性成熟且年龄轻、卵子核与胞浆都成熟等均为有利于核重编程的因素。重构胚胎的培养方法对核重编程也至关重要,目前主张使用序贯培养及体细胞化培养。创造各种适于核重编程的条件有利于从更高的起点开展核移植胚胎干细胞研究,提高重构胚胎干细胞建系效率。     

The Nuclear Pore Complex and Nuclear Transport

Internal membrane bound structures sequester all genetic material in eukaryotic cells. The most prominent of these structures is the nucleus, which is bounded by a double membrane termed the nuclear envelope (NE). Though this NE separates the nucleoplasm and genetic material within the nucleus from the surrounding cytoplasm, it is studded throughout with portals called nuclear pore complexes (NPCs). The NPC is a highly selective, bidirectional transporter for a tremendous range of protein and ribonucleoprotein cargoes. All the while the NPC must prevent the passage of nonspecific macromolecules, yet allow the free diffusion of water, sugars, and ions. These many types of nuclear transport are regulated at multiple stages, and the NPC carries binding sites for many of the proteins that modulate and modify the cargoes as they pass across the NE. Assembly, maintenance, and repair of the NPC must somehow occur while maintaining the integrity of the NE. Finally, the NPC appears to be an anchor for localization of many nuclear processes, including gene activation and cell cycle regulation. All these requirements demonstrate the complex design of the NPC and the integral role it plays in key cellular processes.Taxonomically speaking, all life on earth falls into one of two fundamental groups, the prokaryotes and the eukaryotes. The prokaryotes, the first group to evolve, are single cell organisms bounded by a single membrane. About 1.5 billion years later, a series of evolutionary innovations led to the emergence of eukaryotes. Eukaryotes have multiple inner membrane structures that allow for compartmentalization within the cell, and therefore differentiation of the cell and regulation within it. Ultimately, the greater cellular complexity of eukaryotes allowed them to adopt a multicellular lifestyle, as seen in the plants, fungi and animals of today (reviewed in Field and Dacks 2009).Internal membrane bound structures sequester all genetic material in eukaryotic cells. The most prominent of these structures, which gives the eukaryotes their Greek-rooted name, is the nucleus—the central “kernel” (gr. “karyo-”) of the cell. The nucleus is bounded by a double membrane termed the nuclear envelope (NE), which separates the nucleoplasm and genetic material from the surrounding cytoplasm. However the genetic material in the nucleus is not totally isolated from the rest of the cell. Studded throughout the NE are portals called nuclear pore complexes (NPCs). The NPC is a highly selective, bidirectional transporter for a tremendous range of cargoes. Going into the nucleus, these cargoes include inner nuclear membrane proteins and all the proteins in the nucleoplasm. Going out are RNA-associated proteins that are assembled into ribosomal subunits or messenger ribonucleoproteins (mRNPs). Once transported, the NPC must ensure these cargos are retained in their respective nuclear and cytoplasmic compartments. All the while the NPC must prevent the passage of nonspecific macromolecules, yet allow the free diffusion of water, sugars, and ions. These many types of nuclear transport are regulated at multiple stages, providing a powerful extra level of cellular control that is not necessary in prokaryotes. Assembly, maintenance, and repair of the NPC must somehow occur while maintaining the integrity of the NE. Finally, the NPC appears to be an anchor for localization of many nuclear processes, including gene activation and cell cycle regulation (reviewed in Ahmed and Brickner 2007; Hetzer and Wente 2009). All these requirements demonstrate the complex design of the NPC and the integral role it plays in key cellular processes.     

体细胞核移植胚胎核重编程的研究进展

尽管在多种哺乳动物种系中成功制备了体细胞克隆后代,但当前的克隆技术仍有许多亟待解决的问题。体细胞核移植胚胎大多存在许多发育异常,造成了妊娠早期高流产率和出生后高死亡率。有研究认为,克隆胚胎发育障碍的一个重要的原因是供体细胞的遗传重编程不完全。哺乳动物种系中,DNA甲基化是胚胎发育期转录调节的必需步骤,除了单拷贝基因序列外,在基因组很多的区域都可以观测到克隆胚胎的异常甲基化。此外,克隆胚胎的基因印迹也存在异常。