人工锌指核酸酶介导的基因组定点修饰技术

锌指核酸酶(ZFN)由锌指蛋白(ZFP)结构域和Fok I核酸内切酶的切割结构域人工融合而成,是近年来发展起来的一种可用于基因组定点改造的分子工具。ZFN可识别并结合特定的DNA序列,并通过切割这一序列的特定位点造成DNA的双链断裂(DSB)。在此基础上,人们可以对基因组的特定位点进行各种遗传操作,包括基因打靶、基因定点插入、基因修复等,从而能够方便快捷地对基因组实现靶向遗传修饰。这种新的基因组定点修饰方法的突出优势是适用性好,对物种没有选择性,并且可以在细胞和个体水平进行遗传操作。文章综述了ZFN技术的研究进展及应用前景,重点介绍ZFN的结构与作用机制、现有的靶点评估及锌指蛋白库的构建与筛选方法、基因组定点修饰的策略,以及目前利用这一技术已成功实现突变的物种及内源基因,为开展这一领域的研究工作提供参考。     

版纳鱼螈侧线系统的结构

版纳鱼螈(Ichthyophis bannanica)是我国无足目的仅有代表,应用光镜和扫描电镜对版纳鱼螈的侧线系统进行形态学和组织学观察的研究表明:版纳鱼螈幼体表皮中的侧线器官有接受机械刺激的神经丘和电接受壶腹器官两种,神经丘包括表面神经丘和陷神经丘。侧线分布主要包括:头部的鼻侧线、眶上线、眶下线、眶后线、口侧线、下颌线、咽侧线、鳃孔上线和身体上的背侧线。侧线器官的分布密度、大小和凹陷深度明显与周围表皮的厚度和不同部位有关。幼体的侧线器官退化与鳃孔的退化同步,亚成体以后不保留侧线系统。版纳鱼螈的侧线分布和器官结构与其它无足类的大致相似,仅在眶上线和眶下线的器官分布上存在微小的差别     

蚂蚁的社会生活

蚂蚁全都属于全社会性昆虫,蚂蚁在自然界的地位和作用十分重要,优势极为明显。蚂蚁社会具有明显的等级分化和个体分工。简要介绍了军蚁、切叶蚁和食蜜露蚂蚁的觅食行为和社会生活。     

剪股颖愈伤组织诱导与植株再生

以匍匐剪股颖的成熟种子为外植体,对其愈伤组织诱导及再生体系进行了研究。结果表明:愈伤组织诱导合适的培养基为MS 6mg.L-1 2,4-D 0.2mg.L-1 TDZ 500mg.L-1 CH,诱导率达到68.1%;MS 5mg.L-1 2,4-D 0.1 mg.L-1TDZ 500mg.L-1 CH为愈伤组织继代较合适的培养基;愈伤组织分化的合适培养基为MS 0.3mg.L-1 TDZ 0.5mg.L-1 6-BA,分化率达到52.7%。随着愈伤组织继代次数的增加,胚性愈伤组织的分化能力没有明显的降低,这可为后续的遗传转化长期提供受体材料。     

2015年中国动物遗传学研究领域若干重要进展

2015年中国科学家在动物遗传学领域的研究成果斐然。据不完全统计,2015年围绕线虫(Caenorhabditis elegans)、果蝇(Drosophila melanogaster)、斑马鱼(Danio rerio)、爪蛙(Xenopus)和小鼠(Mus musculus)等5个模式动物发表的论文中涉及中国的论文数约占总论文数的1/5,众多具有原创性的研究成果在国际高影响力的期刊上发表。例如：首次鉴定出潜在的磁受体MagR,为磁感应遗传与分子机制的研究带来了重大突破;揭示了褐飞虱(Nilaparvata lugens)翅多型性的遗传基础;首次证明在果蝇基因组中存在腺嘌呤的N⁶-甲基化;揭示了哺乳动物树突棘修剪与成熟的新的分子机制;发现CRTC2介导的信号通路调控肝脏脂代谢;发现神经递质多巴胺能够调节炎症反应;发现Gasdermin蛋白家族具有诱导细胞焦亡的功能;发现小清蛋白阳性的兴奋性视觉通路能够触发小鼠的恐惧反应等。2015年中国科学家在TALEN和CRISPR/Cas基因组靶向编辑技术领域同样做出了重要贡献。据不完全统计,其中涉及中国的论文占比多于1/5,覆盖了从线虫到灵长类的多种动物、多种基因组修饰方法,并且在世界上首次成功编辑了人类早期胚胎。中国在基因组序列测定与分析研究领域一如既往地保持世界领先,2015年中国科学家在动物基因组方面绘制了家鹅(Anser cygnoides)、壁虎(Gekko japonicus)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)和大黄鱼(Larimichthys crocea)的基因组序列图谱,完成了69头中国地方猪(Sus scrofa)的基因组重测序,分别分析了这些动物所独有的生理病理特征以及环境适应能力的遗传基础。本文首次尝试对以中国本土科研团队为主的动物遗传学领域若干重要科研进展进行年度回顾,并选取若干重点论文进行简要介绍,以彰显中国科学家在动物遗传学领域的科研实力和重要贡献。     

COS-7细胞中小发卡RNA介导的RNA干涉

利用U6启动子转录小发卡RNA介导的RNA干涉是最近发展起来的在哺乳动物细胞中特异性抑制指定基因表达的新技术,已有实验证明它在小鼠畸胎瘤P19等细胞系中具有强烈的抑制基因表达的作用。本文对COS－7细胞系中U6启动子转录GFP基因的小发卡RNA介导的RNA干涉现象进行了研究,结果表明：U6启动子转录的小发卡RNA具有RNA干涉作用,即可以在COS－7细胞中特异性地抑制含有对应序列的基因GFP的表达,这一结果为今后在COS－7细胞系中利用RNA干涉技术研究目的基因的功能奠定了基础。     

MPT63核酸疫苗的制备及其免疫原性

扩增结核分枝杆菌分泌蛋白MPT63编码序列 ,克隆于真核表达载体pJW 4 30 3中 .转染COS 7细胞 ,用Western印迹检测表明该基因在细胞内得到正确表达 .用该质粒连续免疫C5 7BL 6小鼠 3次后 ,用纯化的重组蛋白MPT63检测小鼠血清中的抗体 ,发现抗体滴度达到 10 5,免疫动物中γ干扰素的含量达到 2 5 8± 0 2U ml ,为空载体DNA免疫对照组的 2 0倍以上 ,说明MPT63核酸疫苗在实验动物体内引起了较强的免疫应答     

5个品系小鼠胚胎干细胞系建立的方法学比较

以70％的大鼠心脏细胞条件培养基(RH-CM)为培养液,以小鼠胚胎成纤维细胞(PMEF)为饲养层,采用添加1％鸡血清的消化液和“连续离散法”作为小鼠Es细胞建系的改进方法,比较了5个品系小鼠ES细胞系建立的特点。与常规方法相比,3个近交系小鼠129／ter、C57BL/6J、BALB／c的ES细胞建系率分别由11．8％、3．7％和2．9％提高到33．3％、13．3％和19．4％,差异十分显著;直接采用改进的方法建立KM和ICR小鼠ES细胞系,建系率分别达12％和42．1％。讨论了ICM增殖的时间,即离散时机对ES集落形成及建系率的影响,结果显示：129／ter、C57BL/6J、BALB／c、KM和ICR小鼠品系ICM适宜的离散时机分别为增殖4～6d、3～3．5d、4d、4～5d和4～5d;同时,讨论了不同ES细胞建系所需最适宜的消化液浓度,其中BALB／c小鼠的ES细胞对高浓度的消化液十分敏感,0．05％Trypsin-0．008％EDTA是其比较理想的离散浓度。设计了两种离散方法,即“一次离散法”和“连续离散法”,用来离散增殖的ICM和ICM离散后出现的ES集落,结果表明：后者在建系过程中的作用明显优于前者。RH-CM与添加uF的常规ES细胞培养基相比,不但具有显著抑制小鼠ES细胞分化、维持其二倍体核型的作用,而且明显促进ES细胞的贴壁生长。新建细胞系鉴定结果表明,这一改进方法有效地维持了其作为多能性胚胎干细胞的一系列特征。     

重组PAI－1在大肠杆菌中的高效表达

纤溶酶原激活物抑制因子－1(PAI—1)在天然状态下含量很低。为了进行PAI—l的结构与功能的研究,构建了表达重组PAI—l的质粒pBV22(I／PAI—l,并在大肠杆菌中得到了高效表达。最高表达量为菌体总蛋白量的49%以上。经Western blotting检测,得到了分子量为43．0kDa的反应条带。对形成包涵体的表达产物进行变、复性处理及Seplhadex G-75的初步纯化,得到了潜伏态的重组PAI—l。用纤维蛋白平板法和显色底物法,测定出经4mol／L盐酸胍激活后的重组PAI—l对尿型纤溶酶原激活物(u—PA)有明显的抑制活性。而且,激活后的重组Pal-1经过37℃处理,会逐渐转变为潜伏态。     

6C6鼠-人嵌合抗体的纯化及鉴定

采用基因工程技术 ,将小鼠 6C6单克隆抗体可变区基因与人抗体恒定区基因连接 ,构建了鼠 人 6C6嵌合抗体基因 ,并在CHO细胞中高效表达 .利用ProteinA亲和层析柱从细胞培养上清中分离纯化 6C6嵌合抗体 ,得到电泳纯度大于 98%的 6C6嵌合抗体 ,其重链 (5 5kD)和轻链 (2 4kD)符合IgG相对分子质量的理论值 .Western印迹、细胞免疫荧光和免疫组织化学实验结果均呈阳性 .表明6C6嵌合抗体可识别人乳腺癌细胞表面上的肿瘤相关抗原 ,保持了 6C6单克隆抗体的特性 ,为后续的研究工作奠定了基础