精子介导外源DNA转基因技术

转基因技术在现代生命科学研究、药物开发、临床治疗、遗传育种等方面发挥重要作用.精子介导转基因技术(sperm-mediated gene transfer,SMGT)是以精子细胞为载体,携带外源基因进入卵细胞受精,从而获得转基因动物.该文回顾了SMGT的历史发展,简述了SMGT的分子机制,包括外源DNA与精子的相互作用...     

精子介导外源DNA转移的研究进展

精子介导外源ＤＮＡ转移的研究进展刘红林陈宜峰（南京师范大学生物系２１００２４）一、引言迄今,为广大研究者所认可的制作转基因动物的基本方法有三种,即ＤＮＡ显微注射法、反转录病毒载体支持的基因转移以及利用转化的全能胚胎干细胞形成生殖系嵌合体的基因转移［１］,然而目前这三种方法制作转基因动物的效率还很低。寻求一种简便、有效、可广泛应用于各种哺乳动物、鸟类、鱼类的转基因方法仍是必要的,精子介导的外源...     

山羊精子结合和内化外源DNA的特征及影响因素

外源DNA与精子相互作用后的定位及内化率是精子载体法制备转基因动物的关键环节.实验以标记的DNA片段为示踪材料,就精子与外源DNA相互作用的基本特征及影响因素进行了研究.结果表明:山羊精子可自发性结合外源DNA,外源DNA最初结合于顶体后区质膜外表面,随后部分内化进入细胞内.精子对外源DNA的结合和内化能力随供体的不同而差异明显,在实验所检查的35只公羊中,结合率(DNaseⅠ消化前)波动于4.6%～62.4%,内化率(DNaseⅠ消化后)波动于2.1%～53.8%,个体间差异显著(P<0.01).对于同一供体的精子而言,阻止DNA结合的最主要因素是精浆,与射出的原精液相比,洗涤后精子的结合率和内化率分别提高了3倍和5倍;其次精子获能也将导致结合率和内化率降低(P<0.01).死精子不能完成外源DNA的内化过程,但反复冻融导致质膜破裂的死精子具有更高的结合率,而且阳性率与动物个体无关.上述结果提示,筛选合适的精子供体,采用优化的转染处理方法是提高精子载体方法效率的前提和保证.     

精子结合外源DNA的特征及影响因素

外源DNA与精子相互作用后的定位及内化率是精子载体法制备转基因动物的关键环节。实验以标记的DNA片段为示踪材料,就精子与外源DNA相互作用的基本特征及影响因素进行了研究。结果表明：山羊精子可自发性结合外源DNA,外源DNA最初结合于顶体后区质膜外表面,随后部分内化进入细胞内。精子对外源DNA的结合和内化能力随供体的不同而差异明显,在实验所检查的35只公羊中,结合率（DNaseⅠ消化前）波动于4.6% ~ 62.4%,内化率（DNaseⅠ消化后）波动于2.1% ~ 53.8%,个体间差异显著（P<0.01）。对于同一供体的精子而言,阻止DNA结合的最主要因素是精浆,与射出的原精液相比,洗涤后精子的结合率和内化率分别提高了3倍和5倍;其次精子获能也将导致结合率和内化率降低（P<0.01）。死精子不能完成外源DNA的内化过程,但反复冻融导致质膜破裂的死精子具有更高的结合率,而且阳性率与动物个体无关。上述结果提示,筛选合适的精子供体,采用优化的转染处理方法是提高精子载体方法效率的前提和保证。     

精子DNA损伤检测技术的研究进展

精子DNA完整性与男性生育力之间的关系是近些年来生殖医学研究领域的热点之一,精子DNA损伤已成为反映男性生育力的一个新指标。精子DNA的损伤原因有很多,有时可能是多种因素共同作用的结果。生殖系统疾病、环境污染、吸烟、微量元素及各种理化因素等原因都可能导致精子DNA完整性受损。常见的精子DNA完整性检测技术有原位末端标记法、精子染色体扩散实验、精子染色质结构分析试验、单细胞凝胶电泳、荧光原位杂交技术和8-羟基脱氧鸟苷测定法等。随着检验技术的不断发展,关于精子DNA损伤的检测技术也在不断更新改进。本文主要就近十年来精子DNA损伤机制、检测技术的相关研究进展作一综述,提示现有的精子DNA完整性检测技术尚不能满足临床和科研需要,急需找到一种理想的检测方法为男性不育的诊断和治疗提供重要依据。     

山羊精子结合外源DNA能力的年龄及品种依赖性

本文应用正交设计L16(44),优化精子和外源DNA处理条件;用建立的方法转染1-4岁川东白山羊和波南F1公羊、2岁波尔山羊和南江黄羊公羊共149只,用原位杂交法检测精子结合外源DNA的效率,比较不同品种、年龄的山羊(Capra hircus)精子结合外源DNA的能力。结果显示川东白山羊1岁时的阳性精子率为39.34%±13.76%,4岁时降为23.40%±19.37%,与1岁和2岁时相比,差异显著;南江黄羊的阳性精子率最高,波尔山羊最低;并筛选到一种山羊精子和外源DNA处理方法。表明实验山羊的精子结合外源DNA的能力有随着年龄的增长而减少的趋势,并表现出品种间差异。     

手持密度仪检测鸡与鸭精子密度技术的研究

精子密度仪在哺乳动物中已推广应用,但在家禽中还研究很少。本文以黑凤鸡和攸县麻鸭精液为实验材料,手持精子密度仪与血细胞计数板为检测工具,对影响精子密度测定方法准确率因素进行分析,建立鸡、鸭精子密度-吸光度函数并进行验证。结果表明:用密度仪测定时的稀释液(简称"测试液")为3%NaCl时,精液稀释后应尽快检测吸光度;样液在比色皿中的混匀方式对吸光度测定有很大影响;精液用3%NaCl以及3种常用家禽精液稀释液进行10倍稀释后测定吸光度,B液吸光度显著高于与其它3组(P<0.05),其它3组间差异不显著(P>0.05)。用测试液为3.0%NaCl,鸡和鸭精子密度-吸光度呈三次函数关系,回归方程分别是Y_1=1.374X^3-0.786X^2+0.945X-0.002(R^2=0.997)、Y_2=1.283X^3-0.899X^2+0.994X-0.009(R^2=0.996);用0.9%NaCl代替3%NaCl作测试液简化精子密度测定方法可行,鸡精子密度-吸光度回归方程为Y_3=-0.264X^3+1.23X^2+0.468X+0.019(R^2=0.999)。鸡精液测试液为0.9%NaCl、3%NaCl时两种函数的吸光度最佳范围分别是0.035～0.692、0.069～0.624,在此范围内计数板与方程两种方法得到的密度差异不显著(P>0.05),以计数法为真实值,两种方法平均相对误差分别为6.95%、3.11%。以3%NaCl为测试液,鸭精液函数所测样品吸光度最佳范围小于鸡精液的,以计数板法为真实值,在吸光度0.054～0.123范围内的,函数与计数板两种方法所得的精子密度的平均相对误差为4.61%。本文将促进家禽手持精子密度仪研发,以及更好的使用哺乳动物精子密度仪。     

脂质体介导鸡精子与外源DNA的结合

精子充当外源ＤＮＡ的载体提出了一条新的基因转移途径。由于这个构想方法学非常简单,利用人工授精程序就可以生产转基因动物,因而引起人们广泛的注意^[1].精子载体法一出现就引发了一场争论,对于这种方法的可行性人们仍持谨慎态度^[2-3].精子在与外源DNA混合培养后DNA能否进入精子的内部,这是精子载体法是否可行的关键。本文应用Southem杂交技术分析了精子与外源DNA的相互作用。     

提高精子转染外源DNA效率的山羊精液冷冻方法

目的筛选一种既提高精子转染外源DNA效率,又保持解冻后精子活力的山羊精液冷冻—解冻方法。方法应用正交设计L9(34),因素分别为稀释液种类、稀释比例、降温时间和解冻液,每个因素选择3个水平,检测和比较解冻后精子转染外源DNA效率和精子活力。结果所选冷冻—解冻各因素对精液转染效率影响不显著[F(8,18)=1.032,P=0.449];平衡时间对冷冻—解冻活力影响极显著[F(2,24)=9.972,P=0.001],平衡1h极显著小于平衡2 h和4 h的精液活力(P=0.003,P=0.000),以平衡4 h最好。用筛选的冷冻—解冻方法处理精液,解冻后精子的活力极明显降低(P=0.002);生存指数降低,GOT释放量增加,菌落数减少,与鲜精相比差异显著(P=0.018;P=0.016;P=0.018);精子畸形率增加,顶体完整率降低,与鲜精相比差异不显著(P=0.494;P=0.084)。结论优化了提高精子转染外源DNA效率的山羊精液冷冻—解冻方法。     

精子DNA甲基化异常与男性不育

DNA甲基化／去甲基化是表观遗传学最重要的内容并可以控制基因的表达和印迹,越来越多的研究显示DNA甲基化异常与不育男性精子发生异常、特定肿瘤的发生、神经系统疾病、Rett综合征等有关。文章通过总结近来的相关研究资料来阐述精子发生过程中的DNA甲基化状态的改变,探讨精子DNA的甲基化异常与男性不育之间的联系,旨在为男性不育的治疗提供新的临床思路。     

DNA与蛋白质结合的荧光测定

构建了插入λ阻抑蛋白（Ｒｅｐ）的操纵基因（ＯＲ）和ＢｇｌⅡ识别位点的ＰＢＲ３２２重组质粒。阻抑蛋白与该质粒的相互作用可用ＢｇｌⅡ对它的水解作用引起的ＥＢ荧光变化来研究。在Ｅ．ｃｏｌｉ中表达的Ｒｅｐ表现了与该重组质粒结合的活力。核苷酸序列具精确二重对称性的ＯＲ（ＯＲｃｏｎｓ）对Ｒｅｐ的亲和力比天然的ＯＲ１小。     

以精子为载体把外源DNA导入中华绒螯蟹的初步研究

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冷冻对山羊精子转染外源DNA和体外制备转基因胚胎的影响

本实验将鲜精和冻精分别与地高锌标记的线形化的pEGFP-N,质粒孵育转染,用原位杂交方法检测转染效率;PCR和Southern Blotting检测精子与外源DNA的整合效率;与成熟卵母细胞体外受精,PCR检测阳性胚胎比率,用透射电镜技术、碘化丙锭和羟化荧光素双探针技术和单细胞电泳（Single Cell Gel Electrophoresis,SCGE）技术,观察精子冷冻前后的超微结构、精子质膜完整性和精子核DNA损伤的变化,研究冷冻对山羊（Caprahircus）精子转染内化外源DNA和体外制备转基因胚胎的影响及机理。结果表明,冻精显著提高了转染外源DNA的效率（81．60％&#177;16．59％VS32．95％&#177;2．93％,t=4．873,P=0．003;41．80％&#177;6．26％vs27．89％&#177;8．64％,t=2．634,P=0．039）。PCR和Southern Blotting检测表明外源DNA已经整合到精子基因组上。用冻精与成熟卵母细胞体外受精,体外受精穿透率和卵裂率显著低于鲜精组（24．19％&#177;3．15％vs58．86％&#177;3．73％,t=7．131,P〈0．001;11．83％&#177;2．37％vs29．71&#177;3．47％,t=4．302,P〈0．001）,但体外生产的胚胎PCR阳性率比鲜精组显著提高（45．45％&#177;10．87％VS24．44％&#177;6．06％,t=1．750,P=0．013）。超微结构观察和双荧光探针检测都发现冷冻-解冻精子质膜完整性降低（8．34％&#177;4．21％VS65．67％&#177;6．46％,t=12．492,P〈0．001）,SCGE显示冷冻极显著增加了精子彗尾长度和彗星细胞比例（42．67μm&#177;4．56μmvs21．14／Lm&#177;2．36μm,t=5．644,P=0．005;60．00％&#177;4．00％vs17．37％&#177;2．57％;t=15．787,P〈0．001）。冷冻-解冻可以提高山羊精子转染外源DNA的效率,冷冻破坏精子质膜完整性,解除质膜的阻碍作用,是提高外源DNA转染效率的一个主要原因[动物学报54（6）：1089-1097,2008]。     

不同倍性鱼的血细胞和精子DNA含量比较

我们以前的研究表明, 以红鲫 (2n=100) 为母本及湘江野鲤 (2n=100) 为父本的杂交后代的F1-F2 为二倍体 (2n= 100)。在二倍体 F2 个体中, 存在能分别产生二倍体卵子和二倍体精子的雌、雄个体, 二倍体卵子和二倍体精子结合, 形成了两性可育的四倍体鱼 (F3)。目前四倍体鲫鲤已连续繁殖了 12 代 (F3-F14), 形成了一个遗传性状稳定的四倍体鱼群体 (4n= 200) (Liu et al.,2001; 孙远东等, 2003)。雌性四倍体鲫鲤产生的二倍体卵子经紫外线照射的散鳞镜鲤精子激活后,无须染色体加倍处理, 可发育为全雌性二倍体雌核发育后代 (G1) (2n=10…     

鸡的DNA指纹与屠宰性能的相关性研究

利用SR92A系鸡与萧山♀鸡的杂交一代群体,以EA（禽内源性反转录病毒片段）为探针,限制性内切酶为EcORI,探讨DNA指纹与若干屠宰性能之间的相关性。结果表明EAV指纹图谱中,长度约为4kb的条带J与SR92A系×萧山鸡杂交后代75日龄的活重、屠宰重、半净膛重、爪重、胸肌重、头重、大腿重有显著负相关,无J带的个体与有J带的相比,75日龄活重平均高出280克,屠宰重高出257克,半净膛重高出216克,胸肌重高出16．71克,分别高达28．57％、28．87％、28．76％和54．00％。若在亲本中选择无条带J的个体建立无J带的后代群体,根据算式：△W＝（XJ-－XJ ）×N×FJ 预测,选择效果和经济效益显著。     

关于“细胞分裂中染色体与DNA的放射性追踪”试题特点及难点突破

关于"细胞分裂中染色体与DNA的放射性追踪"的试题,抓住细胞分裂和DNA半保留复制知识间的密切联系,对学生的知识和能力进行考查,综合性强,有一定难度,学生错误率较高。在教学中指导学生应用画图法解答这类试题,用双螺旋表示DNA分子,用双色笔画图以区分放射性DNA链和无放射性DNA链,帮助学生将抽象的问题直观化,从而使学生能正确理解题意,顺利解决问题。     

精子介导的转基因技术

精子介导的转基因技术是近十几年发展起来的一种新技术.从各个种的实验证明,精子有瞬间吸收外源DNA的能力.这一过程由一系列因子起重要调节作用.一种特异的DNA结合蛋白介导了外源DNA与精子的结合,同时精浆中存在一种因子起抑制两者结合的拮抗作用.CD4分子与外源基因的内化有关.内化的DNA可能与精子核支架结构(nuclear scaffold)结合,并整合或重排.但仍需要大量实验数据进一步证明是否产生真正可遗传的转基因后代,及如何提高转基因效率,以使这一方法得到普遍的推广及应用.     

真鲷精子的超低温冻存及DNA损伤的检测

因名贵经济鱼类育种或种质资源保存的需要,精子超低温冻存及冻精质量评价的研究已越来越引起研究者的重视。在海产鱼类中,已见对大黄鱼(Pseudosciaena