猪精子提取物对猪卵母细胞的孤雌激活效果

3个试验分别就猪精子提取物提取方法、精子蛋白质量浓度以及显微注射剂量对猪卵母细胞的孤雌激活效果进行了研究.结果表明,采用液氮反复冻融法和超声波破碎法提取的猪精子提取物对猪卵母细胞都有显著的孤雌激活效果;采用猪精子提取物显微注射孤雌激活猪卵母细胞的适宜注射剂量为2～4 pL;猪精子蛋白质量浓度在1.35 mg/mL以上,注射剂量为2～4 pL时均可有效激活猪卵母细胞.     

水牛miR-16b过表达腺病毒载体构建及生物信息学分析

试验旨在对水牛pri-miR-16b基因进行克隆并构建腺病毒表达载体，且对水牛miR-16b及其预测靶基因进行生物信息学分析，为研究其在水牛卵母细胞成熟过程中的作用奠定基础。利用RT-PCR技术从水牛卵巢基因组中扩增pri-miR-16b基因，采用同源重组的方法构建pDC316-mCMV-EGFP-pri-miR-16b质粒；利用BLAST程序进行同源性分析，Mega 7.0构建系统进化树，ViennaRNA Web Services预测pre-miR-16b的二级结构。对腺病毒质粒与腺病毒骨架质粒pBHGloxdelE13cre进行包装，经过3次扩增获得含有pri-miR-16b的腺病毒颗粒，将获得的病毒颗粒命名为Ad-miR-16b，并进行病毒滴度测定；利用Ad-miR-16b感染水牛卵丘细胞，实时荧光定量PCR检测miR-16b在卵丘细胞中的表达情况。利用TargetScan对miR-16b进行靶基因预测，对预测的靶基因进行KEGG通路富集。结果显示，试验成功克隆水牛pri-miR-16b序列，通过比对发现与牛的序列相似性分别为100%，与其他物种同源性较高，和黄牛的亲缘关系最近。ViennaRNA Web Services预测结果显示，pre-miR-16b的二级结构具有典型的单一茎环结构。试验成功获得Ad-miR-16b腺病毒颗粒，病毒滴度为3.367×10¹⁰ GFU/mL，感染卵丘细胞后，实时荧光定量PCR检测发现miR-16b的表达量极显著升高（P<0.01）。对miR-16b预测的1 394个靶基因进行KEGG通路富集分析，发现miR-16b可能主要通过调控卵丘细胞中MAPK、TGF-β及PI3K/AKT等74条信号通路进而在卵母细胞成熟过程中发挥作用。     

水牛miR-302s真核表达载体的构建及生物信息学分析

试验旨在克隆并构建水牛miR-302s慢病毒真核表达载体(bbu-miR-302s),对其进行生物信息学分析,并尝试将该载体应用于水牛体细胞重编程中。以水牛基因组DNA为模板扩增得到bbu-miR-302s前体序列,测序正确后将其连入pLVX-IRES-ZsGreen1构建重组慢病毒真核表达载体。重组的慢病毒真核表达载体经过酶切鉴定正确后,采用脂质体转染方法包装慢病毒颗粒,通过感染HEK-293T细胞及猪和水牛体细胞,检测重组慢病毒载体的有效性。bbu-miR-302s有效感染水牛胎儿成纤维细胞(BFF)后,经诱导培养,检测能否产生水牛诱导多能干细胞(iPSC)。采用CoGeMiR数据库查询法和SnapGene Viewer软件进行miR-302s家族在基因组中的定位分析;利用ClustalX 1.83软件分析miR-302s序列保守性;利用TargetScan和miRWalk软件预测bbu-miR-302s主要的靶基因,并运用DAVID程序对靶基因进行信号通路富集。测序结果显示,扩增获得的序列是水牛miR-302s家族,包装的重组慢病毒滴度为7.2×10~6TU/mL,并可以有效感染3个物种的体细胞。bbu-miR-302s病毒感染BFF后,细胞经历形态变化并发生聚集形成克隆样,碱性磷酸酶检测阳性,但多能基因及表面抗原检测结果均为阴性,说明单因子miR-302s不足以完全重编程BFF为水牛iPSC,但促进了重编程进程。CoGeMiR数据库检索发现,miR-302s家族主要位于LARP7基因的内含子区;SnapGene Viewer软件进一步分析发现,bbu-miR-302s位于水牛7号染色体LARP7基因的内含子区。序列同源性分析表明,miR-302s家族成员间及miR-302s簇成员在不同物种间均高度保守。水牛miR-302s主要靶基因共255个,这些靶基因主要集中在33个信号通路中,其中PGK信号通路与胰高血糖素信号转导及调控干细胞信号通路最为显著。本研究结果为后续开展miR-302s簇在体细胞重编程中的作用奠定基础。     

基因工程在转基因动物领域的应用现状及展望

本文阐述了基因工程和转基因技术研究的原理、基本路线,介绍了转基因技术和生产转基因动物的方法,总结转基因技术在哺乳动物领域的应用,提出了转基因动物面临的问题,并对转基因技术及转基因动物的前景进行了展望。     

哺乳动物原始卵泡体外培养与激活调控研究进展

随着体外受精、克隆与转基因动物等基础研究快速发展,对卵母细胞的需求越来越多,科学家们不得不寻求能够获得大量优质卵母细胞的新途径。原始卵泡作为生长卵泡的来源,其初始容量影响哺乳动物的繁殖性能,是整个雌性生殖期中各阶段卵泡及卵子发育的源头。哺乳动物的卵巢在出生时由一定数量的卵泡组成,大多数原始卵泡处于休眠状态,只有极少数的原始卵泡被激活并进入生长卵泡池中。因此合理开发卵巢里尚未激活的原始卵泡对提高动物繁殖率、加速优良牛种的遗传改良、阐明动物卵泡发生的分子机理具有重要意义。本文将目前哺乳动物原始卵泡体外激活的国内外进展做一综述,为研究动物和人类卵泡激活的生物学过程提供理论基础。     

STAT3基因对广西黄牛肌肉干细胞成肌诱导分化的调控研究

研究旨在检测信号转导与转录激活因子3（STAT3）的表达规律，克隆STAT3基因，构建真核表达载体，并探索STAT3基因对广西黄牛肌肉干细胞（MuSCs）分化的调控作用。采集6、12、18月龄广西黄牛肌肉组织以及生长期（GM）和分化期（DM）肌肉干细胞，分别提取RNA并反转录为cDNA，通过实时荧光定量PCR检测STAT3基因和成肌相关基因的表达规律；克隆黄牛STAT3基因完整编码区序列，构建过表达载体pCD-STAT3并检测其对黄牛肌肉干细胞分化的影响。实时荧光定量PCR结果表明，STAT3基因在6、12、18月龄黄牛肌肉组织中均有表达，且在18月龄中表达量最高，12月龄中表达量最低；STAT3和成肌调节因子6（MYF6）基因在分化期肌肉干细胞中表达量均极显著高于生长期（P<0.01）。广西黄牛STAT3基因编码区全长2 313 bp，与空载体pCDNA3.1相连成功构建过表达载体pCD-STAT3，将pCD-STAT3转入体外培养广西黄牛肌肉干细胞，肌肉干细胞中STAT3基因及成肌决定蛋白（MyoD1）、骨骼肌肌球蛋白重链（MyHC）基因表达量极显著升高（P<0.01），肌细胞生成素（MyoG）基因表达量显著升高（P<0.05），且肌管数量、大小均显著高于pCDNA3.1组（P<0.05）。本研究检测了转录因子STAT3在广西黄牛背最长肌中的表达规律；且过表达STAT3基因显著促进了广西黄牛肌肉干细胞的成肌分化，为深入研究STAT3基因在肌肉生长发育中的作用及其分子调控机制奠定基础。     

水牛MYF5基因克隆分析及真核表达载体构建

本研究旨在对广西沼泽型水牛MYF5基因进行克隆和分析,并构建其真核表达载体。应用RT-PCR方法从水牛肌肉组织中扩增MYF5基因,测序鉴定后对其核苷酸序列和蛋白质序列进行生物信息学分析,同时构建该基因真核表达载体,并在细胞水平验证所构建载体的正确性。结果表明:水牛MYF5基因编码区序列长度为768 bp,编码255个氨基酸,其核苷酸序列与牛、山羊、猪、人、猩猩和狼相应序列的相似性分别为99%、98%、94%、91%、90%和89%;水牛MYF5基因在不同物种及进化过程中具有高度保守性;MYF5蛋白为膜外蛋白,具有MYOD家族标志性MYOD结构域;构建水牛MYF5基因真核表达载体pMXs-MYF5,转染HEK293T、水牛颗粒细胞后产生绿色荧光信号,表明细胞表达MYF5基因。     

水牛SIRT6基因克隆及其在组织中的表达分析

本研究旨在克隆水牛SIRT6基因,构建真核表达载体,并对该基因进行生物信息学及组织表达谱分析。以牛SIRT6基因编码区为种子序列(GenBank登录号:NM_001098084.1),应用Oligo 7.0软件设计引物序列,用RT-PCR方法扩增水牛SIRT6基因完整编码区序列,测序鉴定后进行生物信息学分析,构建逆转录病毒载体pMXs-SIRT6-IRES-GFP,并在HEK-293T细胞和水牛胎儿成纤维细胞上进行重组载体表达鉴定;采集水牛心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、肠、脑、皮肤、生殖嵴分别提取RNA,反转录后以cDNA为模板进行实时荧光定量PCR,检测SIRT6基因在各组织中的表达差异。结果表明,水牛SIRT6基因编码区全长1 080 bp,编码359个氨基酸,其中亮氨酸及脯氨酸含量最高(10.3%),酪氨酸含量最低(1.1%)。水牛SIRT6基因核苷酸序列与牛、人和小鼠的同源性分别为98.4%、86.7%和78.5%,物种间同源性较低。系统进化树结果表明,水牛与牛聚为一支,再与人、小鼠聚为一大支,亲缘关系相对较近,与果蝇亲缘关系较远。SIRT6蛋白理论分子质量为39.47 ku,分子式为C_(1737)H_(2783)N_(509)O_(516)S_(13),等电点为8.48,不存在跨膜区,为膜内蛋白;含有Sirtuin家族特有的Sir2去乙酰化酶的催化结构。二级结构预测结果显示,水牛SIRT6蛋白包含13个α-螺旋、27个β-折叠、24个T-转角和20个无规则卷曲。逆转录病毒载体介导的SIRT6基因能在HEK-293T细胞和水牛胎儿成纤维细胞中表达。实时荧光定量PCR结果显示,SIRT6基因在水牛心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、肠、脑、皮肤、生殖嵴中均有表达,其中在生殖嵴中表达量最高,在皮肤中的表达量次之,而在肝脏中表达量最低。本试验结果将为水牛SIRT6基因的功能研究提供参考。     

水牛转录因子Klf4基因编码区序列克隆及在真核细胞中表达研究

Krtippel样因子4依脾）在调控细胞增殖、分化和胚胎发育中有重要作用,也是生产诱导多能干细胞（iPSC）重要的转录因子之一。本研究对水牛K牌进行克隆和表达研究,为生产水牛iPSC和研究其在体细胞重编程中的机理奠定基础。采用RT—PCR克隆并分析水牛K牌编码区序YIJ（CDS）;mRNA水平和蛋白水平检测K牌在水牛胎儿成纤维细胞（BFF）和胃上皮细胞（BSEC）中的表达情况;构建表达水牛K孵的逆转录病毒载体（pMX—Klf4）、病毒感染BFF、免疫荧光技术分析外源K脾在BFF中的表达情况。结果表明：水牛CDS全长1434bp,氨基酸序列与牛、猪、人和鼠相应氨基酸序列的相似性分别为99％、97％、92％$N92％,蛋白结构保守;内源Klf4在BFF和BSEC中都有表达,pMX介导的外源K脾能在BFF中表达。     

低氧分压通过低氧诱导因子(HIF)影响卵母细胞的体外成熟和早期胚胎的发育

卵母细胞和早期胚胎的体外培养(IVC)是哺乳动物胚胎工程的一项关键技术,是生殖生物学和转基因与克隆技术等生物技术研究的基础.影响卵母细胞和早期胚胎体外培养的因素包括培养液组成成分、离子浓度和渗透压,培养环境气相组成和温度等.最近研究表明,培养系统中的氧分压可以显著影响胚胎的发育,而这种影响主要由低氧诱导因子(hypoxia-inducible factor,HIF)进行调控.作者综述了氧分压及HIF对卵母细胞和早期胚胎体外发育的影响,并对HIF的结构及调控机制进行讨论,为研究低氧培养技术在卵母细胞和早期胚胎体外培养中的应用提供依据.