不同转座子介导的基因捕获效率比较

为了比较SB(Sleeping Beauty)、PB(PiggyBac)和Tol2 3种转座子介导的基因捕获效率,本研究构建了含有3种转座子的启动子捕获载体pT3-PST-Pro-Trap。将此载体分别和SB、PB和Tol2 3种转座酶mRNA按照质量比1.0∶1.5的比例注射斑马鱼(Danio rerio)一细胞胚胎,通过检测绿色荧光蛋白报告基因(GFP)的表达水平比较不同转座子的捕获效率。结果显示,3种转座子介导的启动子捕获载体能够高效率捕获内源基因启动子,进而驱动GFP的表达;注射后培养36 h时的SB、PB和Tol2捕获效率分别为24.32%、30.70%和18.87%,PB捕获效率显著高于SB和Tol2(P0.05);3种转座子在60 h时的捕获效率均高于36 h的,其中SB和Tol2组差异达显著水平(P0.05),而PB组差异不显著(P0.05)。本研究结果表明,SB、PB和Tol2转座子介导的基因捕获技术可以用于脊椎动物高通量功能基因筛选,为功能基因研究提供有效新方法。     

转座子介导细胞质显微注射技术的基因转移效率比较

为了比较和探索SB(sleeping beauty)、PB(piggyBac)和T012 3种转座子介导下的细胞质显微注射法在小鼠(Mus musculus)和斑马鱼(Danio rerio)上的转基因效率,本研究将包含3种转座子的重组载体pT3-PST-CAG-GFP分别与3种转座酶表达载体以1:1质量比混合,显微注射至小鼠和斑马鱼受精卵细胞质,经体外培养后在胚胎发育不同时期用荧光显微镜检测报告基因绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)阳性率,结果显示,在培养至4 Ed(96 h)(Ed: embryo day,胚胎发育的天数)的小鼠胚胎中,PB转座子介导的GFP转基因阳性率最高,达52％(N=281),显著高于SB的47％ (N=328)和To12的36％ (N=273)(P＜0.05);而受精后36和60 h (hour past fertilization,hpf)斑马鱼胚胎中,荧光显微镜检测表明,To12的GFP阳性率分别为36％(N=677)和37％(N=685),显著高于SB(28％ N=691和27％ N=708)和PB(30％ N=687和32％ N=675)(P＜0.05);转座子介导的细胞质显微注射可获得较高的转基因效率,且转座子活性具有物种差异性,在哺乳动物胚胎中PB转座子的基因转移效率最高,而在鱼类胚胎中To12转座子的基因转移效率最高.本研究为提高动物转基因效率研究提供重要参考资料.     

猪精子SPMI和Spermadhesins mRNA表达水平与精子活力的关联

为了解析猪(Sus scrofa)精子中精子黏附蛋白基因家族(Spermadhesins)和精子运动抑制因子SPMI基因的表达与生物功能的关系,本研究采用精子上游法获得高低活力精子,结合体细胞标记基因分析检测所制备的精子RNA纯度,最后应用半定量RT-PCR技术分析高低活力精子mRNA表达差异。RT-PCR电泳显示,高活力精子中所有AQN1、AQN3、AWN(精子黏附蛋白基因家族)、PSPⅠ(猪精液蛋白1)、PSPⅡ(猪精液蛋白2)和SPMI的mRNA表达丰度均低于低活力精子。单因素方差分析显示,低活力精子组中AQN1、AQN3、AWN、PSPⅠ、PSPⅡ和SPMI mRNA相对表达水平均显著高于高活力精子组。研究结果提示Spermadhesins和SPMI基因在精子中的mRNA表达水平有可能作为精子活力的分子标记,从而为猪分子育种提供参考。     

多转座子载体的构建及转座特性比较研究

【目的】转座子（transposon, Tn）是染色体上可自主复制和移位的基本单位,普遍存在生物体基因组内,Sleeping beauty（SB）、piggyBac（PB）和Tol2分别来源于鲑鱼、甘蓝尺蠖蛾和青鳉鱼,是目前脊椎动物中活性较高的转座子。比较了这3种转座子在哺乳动物细胞的转染、插入和剪切效率,从而获得细胞水平上的高活性转座子系统。【方法】通过高保真PCR法分别从SB、PB和Tol2 3种转座子载体克隆3种转座子3′和5′端的转座元件,测序正确后,将各转座元件依次亚克隆至pT2-HB载体框架,构建成包含这3种转座子的多转座子载体pT3-PST。将绿色荧光蛋白表达框CAG-GFP和新霉素表达框PGK-NEO分别克隆至pT3-PST载体,获得两个表达载体pT3-PST-CAG-GFP和pT3-PGK-NEO。将这两个表达载体分别和转座酶表达质粒pCMV-SB100X、 pCMV-HAhyPBase、pCMV-Tol2以1﹕1质量比混合,经多聚阳离子PEI包裹,共转染小鼠胚胎成纤维细胞（3T3）,同时以突变失活的转座酶质粒SB△DD与转座子载体共转染作为阴性对照组。转染GFP 36 h后,用荧光显微镜进行检测GFP表达率,提取细胞基因组,以Amp基因作为内参,进行实时荧光定量PCR,检测GFP插入拷贝数;根据被剪切位置上下游序列设计引物,进行实时荧光定量PCR,检测3种转座子的剪切效率。细胞转染NEO 48 h后,用浓度为500 µg·mL^-1的G418进行耐药性筛选,至正常细胞基本全部死亡（10 d）,将细胞进行吉姆萨染液染色,统计耐药细胞数,从而比较各组转座活性。【结果】成功构建了多转座子载体PT3-PST、pT3-PST-CAG-GFP和pT3-PGK-NEO。实验组转染细胞效率均大于50%,且差异不显著（P＞0.05）。SB组GFP相对拷贝数高于Tol2和PB组,但差异不显著（P＞0.05）,均显著高于对照组（P＜0.05）。SB和PB组剪切效率显著高于Tol2组（P＜0.05）,但SB和PB组之间差异不显著（P＞0.05）。pT3-PGK-NEO与转座酶共转染3T3细胞,G418抗性筛选结果表明,SB组耐药细胞数显著高于PB和Tol2组（P＜0.05）,但PB和Tol2两组差异不显著（P＞0.05）,此3组均极显著高于阴性对照组（P＜0.01）。【结论】SB转座子系统在细胞水平的转座效率优于PB和Tol2,为细胞水平的转基因研究提供有效基因转移工具。