piggyBac转座子介导的家蚕细胞转基因研究初探

为探讨稳定转化家蚕细胞表达外源基因的新方法,以家蚕核型多角体病毒(BmNPV)极早期蛋白基因(ie-1)启动子元件驱动新霉素抗性基因(neor),并克隆至具有绿色荧光蛋白基因(gfp)标记的昆虫转座子载体piggyBac中,构建转基因载体pigA3-IE-Neo。以该载体转染家蚕BmN细胞,用终浓度800μg/mL的遗传霉素(geneticin,G418)筛选3个月,获得了稳定转化的细胞,呈现绿色荧光的细胞数达80%以上。通过PCR鉴定证实了细胞基因组DNA中neor基因和gfp基因的存在。     

BmNPV多角体对稳定转化细胞表达荧光蛋白的包埋现象初探

为了探索家蚕核型多角体病毒(BmNPV)多角体对外源蛋白的包埋特性,构建了含有绿色荧光蛋白基因(gfp)和红色荧光蛋白基因(DsRed)的表达载体pIZT-DsRed,用该载体转染家蚕卵巢细胞系(BmN),并以吉欧霉素(zeocin)筛选得到稳定表达绿色荧光蛋白和红色荧光蛋白的BmN细胞系。进一步以野生型BmNPV感染pIZT-DsRed转化BmN细胞,发现部分多角体可以发出绿色荧光和红色荧光,Western blot检测证明多角体中含有GFP蛋白,显示BmNPV多角体可以包埋进病毒粒子以外的其他蛋白成分,表明BmNPV多角体蛋白的包埋机制中存在非特异性识别包埋的现象。     

JAK/STAT途径对家蚕杆状病毒感染应答的初探

为了探讨家蚕抗病毒感染的免疫应答途径,通过非转座子介导将家蚕信号转导子及转录激活因子(STAT)基因表达盒(BmSTAT)导入家蚕卵巢培养细胞(BmN),经吉欧霉素(zeocin)筛选获得过表达BmSTAT的稳定转化BmN细胞。修饰型线性化家蚕杆状病毒Bm-BacPAK6感染结果显示:病毒感染后转化BmN细胞和正常BmN细胞的BmSTAT基因表达水平分别提高了32.70%和14.63%,表明家蚕JAK/STAT途径对杆状病毒感染有应答。比较转化BmN细胞和正常BmN细胞对杆状病毒感染的抵抗性,发现病毒对转化BmN细胞的感染比例低于正常BmN细胞,二者之间的感染率相差8.28～18.02个百分点;在感染病毒的转化BmN细胞中,β-半乳糖苷酶基因的表达水平比病毒感染正常BmN细胞的略低,推测这与转化BmN细胞中的BmSTAT水平(JAK/STAT途径信号)高于正常BmN细胞有关。然而,在BmN细胞中,BmSTAT基因的过表达尚不足以明显提高细胞对病毒感染的抵抗力。研究结果为进一步探讨家蚕JAK/STAT途径在病毒感染应答方面的作用奠定了基础。     

构建稳定转化的BmN细胞表达人白介素-28A及表达产物的体外抗肿瘤活性

为建立能表达人白介素-28A(hIL-28A)基因的稳定转化家蚕卵巢细胞(BmN)系,构建了重组表达载体pIZT/V5-His-hIL-28A并转染BmN细胞,采用终浓度为300～400μg/mL的博莱霉素(zeocin)筛选2个月后,获得了稳定转化BmN细胞系。SDS-PAGE和Western blotting检测显示在稳定转化BmN细胞中表达的重组hIL-28A蛋白分子质量约为26kD;用ELISA试剂盒测定hIL-28A的表达水平约为2.035×10-5ng/个细胞。用噻唑蓝法(MTT法)检测hIL-28A的体外抗肿瘤活性,结果显示其对肺癌细胞A549、急性早幼粒细胞白血病细胞HL60、肝癌细胞BEL-7402和乳腺癌细胞M231的半数抑制浓度(IC50)分别为3.21、2.84、6.29和9.32ng/mL。研究结果表明hIL-28A可在稳定转化BmN细胞中表达,表达产物具有体外抗肿瘤活性。     

表达短ie-1 dsRNA的转化细胞对家蚕核型多角体病毒的抑制作用

为了利用RNAi技术提高家蚕对核型多角体病毒(BmNPV)的抗性,根据BmNPV复制必需基因ie-1设计其相应的dsRNA,构建带有ie-1 dsRNA表达盒的转基因载体piggyantiIE-Neo,结果显示:表达短ie-1 dsRNA的稳定转化Bm细胞,对BmNPV的增殖表现出抑制作用,但在病毒感染后期,由于病毒恢复增殖导致RNAi的效果被掩盖。通过反向PCR分析外源DNA片段插入基因组位点,结果显示:在转化细胞中,外源DNA可通过随机整合或按照piggyBac特定的转座位点TTAA插入细胞基因组。     

BmCPV多角体蛋白对异源蛋白的包埋

为了解家蚕质型多角体病毒(BmCPV)的多角体蛋白对异源蛋白的包埋作用,将BmCPV的多角体蛋白基因克隆至昆虫细胞表达载体pIZT/V5-His,转染家蚕卵巢培养细胞(BmN)后通过吉欧霉素(zeocin)筛选获得稳定表达多角体蛋白的细胞株。倒置荧光显微镜观察发现,转化BmN细胞有轻度的病理变化,细胞质中有呈绿色荧光的多角体蛋白结晶,但从转化BmN细胞中纯化的多角体无明显的绿色荧光。以修饰型线性化家蚕杆状病毒BmPAK6感染稳定转化BmN细胞,96 h后纯化多角体,回复感染显示多角体裂解液能感染家蚕BmN细胞,表明BmCPV多角体蛋白能包埋BmPAK6。纯化的多角体及多角体裂解液均能用X-gal显色,表明BmPAK6表达的β-半乳糖苷酶也能被BmCPV的多角体蛋白包埋。研究结果可为获得具有多角体的重组杆状病毒以及开发利用质型多角体蛋白包埋异源蛋白的功能提供新的技术途径。     

反转录病毒介导的稳定表达HIV-1Gag蛋白和增强型绿色荧光蛋白细胞系的建立

本研究旨在建立中国流行株人免疫缺陷病毒(HIV-1)衣壳蛋白(Gag)哺乳动物稳定表达细胞系。将HIV-1核心蛋白基因gag和增强型绿色荧光蛋白基因EGFP依次串联插入反转录病毒载体pFB-neo,构建重组反转录病毒载体pFB-gag-EGFP,并与含有辅助病毒gag-pol和env基因的质粒pVPack-GP、pVPack-10A1共转染HEK293T细胞,包装出的反转录病毒感染小鼠骨髓瘤细胞SP2/0。荧光显微镜下观察绿色荧光蛋白EGFP表达,验证HIV-1核心蛋白Gag表达,G418抗性筛选阳性细胞。结果表明,HIV-1核心蛋白Gag和增强型绿色荧光蛋白可在SP2/0细胞中稳定表达,HIV-1核心蛋白gag基因稳定表达细胞系成功建立,为抗AIDS治疗用基因工程制剂及靶向药物的活性检测提供了理想方法。     

基于piggyBac转座子转hGM-CSF基因家蚕的研究

将由家蚕核型多角体病毒IE-1基因启动子控制下的hGM-CSF基因克隆到p igA3GFP载体中,构建了家蚕转基因载体p igA3GFP[IE-GMCSF],利用压力渗透法和精子介导法将其与辅助质粒helper p igA3一起导入家蚕蚕卵,获得产生绿色荧光的家蚕,次代产生荧光蚕的比例分别为0.17%,0.15%。将次代荧光蚕与正常蚕交配后代(G1)的荧光蚕个体再相互杂交,连续进行多代选育,获得了稳定遗传的转hGM-CSF基因家蚕品系。     

稳定表达流感病毒PR8 HA蛋白MDCK细胞系的建立及鉴定

为建立稳定表达流感病毒(IV)HA蛋白的MDCK细胞系,本研究利用含有嘌呤霉素抗性基因的pMX载体,在启动子下游的AgeⅠ和NotⅠ两个限制性内切酶位点之间插入PR8株HA基因的开放阅读框,构建重组质粒pMX-PR8HA,将pMX-PR8 HA与3个分别表达VSVG、gag/pol和NF-KB的重组质粒共转染293T细胞,获得逆转录病毒样颗粒。用含有逆转录病毒样颗粒的细胞培养上清液感染MDCK细胞,利用嘌呤霉素进行筛选、纯化得到稳定表达PR8株HA蛋白的细胞系。连续传10代后,进行PCR、RT-PCR、IFA和western blot鉴定,结果表明,获得了能够稳定表达IV PR8株HA蛋白的MDCK细胞系。该细胞系的建立有望为IV表达外源基因提供可靠的培养细胞系。     

口蹄疫病毒VP2基因重组表达载体的构建及其稳定表达细胞系的建立

本试验旨在构建Asia 1型口蹄疫病毒(FMDV)的VP2基因重组表达载体,并建立稳定表达VP2基因的BHK-21细胞系。利用RT-PCR方法扩增Asia 1型FMDV的cDNA,获得VP2基因完整的编码区,构建可表达VP2的带有绿色荧光蛋白标记基因的pIRES2-EGFP-VP2重组表达载体。经鉴定正确后,利用LipofectamineTM2000将重组质粒转染293T细胞,通过Western Blot技术检测VP2蛋白的瞬时表达;然后再转染BHK-21细胞,通过G418筛选,形成单克隆细胞系,经荧光筛选到表达EGFP的抗性单克隆细胞,扩繁培养克隆细胞,再通过West-ern Blot技术检测其VP2的表达,最终筛选到稳定表达FMDVVP2基因的BHK-21细胞系。结果表明,VP2基因重组表达载体pIRES2-EGFP-VP2构建正确,能够在293T细胞内瞬时表达;转染BHK-21细胞,经G418筛选到表达VP2基因的BHK-21细胞克隆,经长达60d的传代,获得了稳定表达VP2基因和EGFP的BHK-21细胞系。上述结果表明,我们建立了稳定表达VP2基因的BHK-21细胞系,为进一步探讨VP2基因在FMD...     

柑橘黄化脉明病毒RNA干扰载体的构建及遗传转化

本研究利用RNAi介导的病毒抗性的原理,以柑橘上发生频繁、危害严重的柑橘黄化脉明病毒(Citrus yellow vein clearing virus,CYVCV)为研究对象,以期得到对CYVCV具有抗性的转基因植株。根据CYVCV的CP基因和RP基因序列设计含有不同酶切位点的特异性扩增引物,获得RNA干扰片段,分别构建RNA干扰载体ihpCP-pGN、ihpRP-pGN和ihpCPRP-pGN,将干扰载体转入农杆菌EHA105后,采用农杆菌介导法进行柑橘的遗传转化,获得两株转基因阳性植株,为培育抗CYVCV病毒柑橘品种提供技术参考和理论基础。     

表达短lef-1dsRNA转基因家蚕对BmNPV的抵抗能力与主要经济性状

为了提高家蚕对核型多角体病毒(BmNPV)的抵抗能力,将带有BmNPV晚期表达因子基因(lef-1)dsRNA表达盒和新霉素抗性基因(neo)表达盒的转基因载体pigA3-LEF-Neo通过精子介导法导入家蚕卵,经G418和GFP双重筛选并结合分子生物学鉴定,证实获得了转基因家蚕。对G6代转基因家蚕2龄幼虫接种BmNPV,结果显示转基因家蚕的死亡率比正常家蚕(对照组)下降了10～30个百分点,表明转基因家蚕对BmNPV的抗性有所提高;对接种BmNPV的5龄转基因家蚕A、B系统的定量PCR检测结果显示,2个系统体内的lef-1 mRNA转录水平比对照组平均降低了72倍和26.5倍,最高下降了104倍,进一步表明表达lef-1 dsRNA的转基因家蚕抑制了BmNPV lef-1基因的表达。转基因家蚕的饲养成绩显示其全茧量、茧层量和茧层率等主要经济性状与正常家蚕无明显差异。     

转OvBAN/bar双价基因的紫花苜蓿对虫蚀及除草剂的耐受性分析

以"甘农3号"紫花苜蓿为受体,利用农杆菌介导法导入双价基因OvBAN/bar,通过PCR检测和Southern杂交分析表明,4个转基因株系含有目的基因且均出现杂交条带,其中2个株系为单拷贝,1个株系为双拷贝,1个株系为三拷贝;对获得的4株转基因苜蓿进行qRT-PCR分析表明,具有三拷贝数的1个转基因株系OvBAN基因的表达量最高,其次为双拷贝数的2个转基因株系,并且这些株系的花青素还原酶活性及缩合单宁含量均显著高于野生型苜蓿。以过量表达OvBAN基因的3株转基因苜蓿为试验材料,进行抗蚜性和除草剂耐受性分析。结果表明,与野生型苜蓿相比,转OvBAN/bar基因苜蓿对苜蓿蚜都具有较好的抗性,蚜虫抑制率为78%~93%;用0.5%的市售草铵膦喷施各株系,10d后各转基因株系除个别叶片枯萎死亡,其他叶片及茎秆生长状况良好,而野生型苜蓿全部枯萎死亡,表明bar基因已整合到转基因苜蓿基因组中并稳定表达。综上所述,转OvBAN/bar基因紫花苜蓿表现出良好的抗虫性和除草剂耐受性。     

转基因动物制作技术及其基因载体研究进展

论文概述了家畜转基因动物的制作方法,初步分析了用于转基因技术的基因载体种类,深入探讨了不同载体的优缺点,并展望了基因载体的发展趋势。     

转基因动物研究进展

本文从转基因动物的产生、转基因细胞载体的运用、基因的转移、转基因的命运、转基因的载体、基因功能的研究,生物医学模型、制备重组蛋白、改善乳成分等方面综述了转基因动物的最新研究成果。     

利用转基因RNA干涉提高家蚕对BmNPV的抗性初探

基于探讨利用转基因RNA干涉技术使家蚕获得对核型多角体病毒抗性的目的,将家蚕核型多角体病毒(BmNPV)的DNA聚合酶基因、蛋白激酶(PK1)基因以及bro-d和orf1629基因的部分编码片段,分别以其反向重复的形式与家蚕Actin3启动子连接,构建了基于piggyBac转座子载体的转基因表达载体,通过显微注射于家蚕卵,获得了36~107个G1蛾区,得到了20~23头转基因阳性家蚕。经Southern杂交及RT-PCR分析表明,BmNPV的4个反向重复片段都已经导入家蚕基因组中,并且可以进行转录。攻毒实验结果表明,BmNPV的DNA聚合酶基因和PK1基因反向重复片段对病毒的增殖有抑制作用,从而使家蚕对BmNPV具有一定抗性;而BmNPV的bro-d和orf1629基因反向重复片段对病毒的增殖没有抑制作用。针对特定病毒的转基因RNAi技术有望使家蚕获得对该病毒的抗性。     

ie-1和lef-1基因dsRNA表达元件转染及转化细胞对家蚕核型多角体病毒增殖的抑制

通过RNAi介导可以抑制病毒增殖,将相应的RNAi元件通过转基因转入宿主有可能使宿主对病毒产生一定的抗性。根据家蚕核型多角体病毒(BmNPV)基因组中的病毒复制必需基因ie-1、lef-1设计相应的RNA干扰区段,并构建相应的转基因载体转入家蚕BmN细胞中,瞬时表达结果显示转染了转基因RNAi载体的BmN细胞均对BmNPV有一定的抑制作用。IE dsRNA在病毒滴度为10-4时有抑制作用,在病毒滴度为10-5时有比较好的作用;LEF dsRNA则在病毒滴度为10-5时有抑制作用,在病毒滴度为10-6时有较好的抑制作用。通过转基因及G418筛选后,转基因IE dsRNA细胞在病毒滴度为10-4显示出一定的抑制作用,在病毒滴度为10-5表现了明显的抑制作用;而转基因LEF dsRNA细胞在病毒滴度为10-5有一定的抑制作用,但只维持了一个时段。     

Transgenic mouse offspring generated by ROSI

The production of transgenic animals is an important tool for experimental and applied biology. Over the years, many approaches for the production of transgenic animals have been tried, including pronuclear microinjection, sperm-mediated gene transfer, transfection of male germ cells, somatic cell nuclear transfer and the use of lentiviral vectors. In the present study, we developed a new transgene delivery approach, and we report for the first time the production of transgenic animals by co-injection of DNA and round spermatid nuclei into non-fertilized mouse oocytes (ROSI). The transgene used was a construct containing the human CMV immediate early promoter and the enhanced GFP gene. With this procedure, 12% of the live offspring we obtained carried the transgene. This efficiency of transgenic production by ROSI was similar to the efficiency by pronuclear injection or intracytoplasmic injection of male gamete nuclei (ICSI). However, ICSI required fewer embryos to produce the same number of transgenic animals. The expression of Egfp mRNA and fluorescence of EGFP were found in the majority of the organs examined in 4 transgenic lines generated by ROSI. Tissue morphology and transgene expression were not distinguishable between transgenic animals produced by ROSI or pronuclear injection. Furthermore, our results are of particular interest because they indicate that the transgene incorporation mediated by intracytoplasmic injection of male gamete nuclei is not an exclusive property of mature sperm cell nuclei with compact chromatin but it can be accomplished with immature sperm cell nuclei with decondensed chromatin as well. The present study also provides alternative procedures for transgene delivery into embryos or reconstituted oocytes.     

桑树中拟南芥同源基因mNHX1的克隆及其功能研究

通过RT-PCR法从桑芽的全RNA中逆转录合成了桑芽cDNA库,以此为模板,用PCR技术克隆了拟南芥的同源基因mNHX1,该基因是编码植物细胞液泡膜上Na+/H+逆向运转蛋白的基因。用农杆菌法将mNHX1导入拟南芥,获得了过量表达转基因植株,并进行了功能研究。从51个转基因抗性植株中共筛选到18个纯系。结果表明,转mNHX1基因的拟南芥种子在含有100~200 mmol/L NaC l的MS培养基上,种子的发芽率明显高于野生型。同时,在含有150、250 mmol/L浓度NaC l的基质中,转基因植株的抗盐性能明显高于野生型。根据已报道的At-NHX1同源基因的功能推断,mNHX1所编码的细胞液泡膜上Na+/H+逆向运转蛋白是桑树抗盐性能的一个极其重要的因素。     

An efficient strategy for generation of transgenic mice by lentiviral transduction of male germline stem cells in vivo

Background: Male germline stem cells(MGSCs) are a subpopulation of germ cells in the testis tissue. MGSCs are capable of differentiation into spermatozoa and thus are perfect targets for genomic manipulation to generate transgenic animals.Method: The present study was to optimize a protocol of production of transgenic mice through transduction of MGSCs in vivo using lentiviral-based vectors. The recombinant lentiviral vectors with either EF-1 or CMV promoter to drive the expression of enhanced green fluorescent protein(e GFP) transgene were injected into seminiferous tubules or inter-tubular space of 7-day-old and 28-day-old mouse testes. At 5 or 6 wk post-surgery, these pre-founders were mated with wild-type C57BL/6J female mice(1.5 to 2.0-month-old).Results: Sixty-seven percent of F1 generation and 55.56 % of F2 offspring were positive for eG FP transgene under the control of EF-1 promoter via PCR analysis. The transgenic pups were generated in an injection site-and age-independent manner. The expression of transgene was displayed in the progeny derived from lentiviral vector containing CMV promoter to drive transgene, but it was silenced or undetectable in the offspring derived from lentiviral vector with transgene under EF-1 promoter. The methylation level of g DNA in the promoter region of transgene was much higher in the samples derived lentiviral vectors with EF-1 promoter than that with CMV promoter,suggesting e GFP transgene was suppressed by DNA methylation in vivo.Conclusion: This research reported here an effective strategy for generation of transgenic mice through transduction of MGSCs in vivo using lentivirus vectors with specific promoters, and the transgenic offspring were obtained in an injection site-and age-independent manner. This protocol could be applied to other animal species, leading to advancement of animal transgenesis in agricultural and biomedical fields.