鸡输卵管生物反应器的研究进展

随着人们对营养类蛋白、医用类蛋白需求量的增长,建立经济高效的生产技术平台成为转基因动物研究的重要领域,鸡输卵管生物反应器作为转基因鸡重要的应用器官得到越来越多的重视。目前,构建用于携带外源基因的高效表达载体和良好的导入方法是制备能够稳定生产外源基因转基因鸡的关键技术,文章对鸡输卵管生物反应器的研究进展进行了综述,并提出了存在的问题。     

鸡输卵管生物反应器的研究进展

目前鸡输卵管生物反应器的研究集中在以卵清蛋白调控区来调控外源基因的表达。鸡输卵管生物反应器的研究以输卵管细胞的培养为起点 ,再研究外源基因在输卵管内定位表达的可能性 ,最后制作转外源基因能稳定遗传的转基因鸡。本文对鸡输卵管生物反应器研究作一综述 ,提出了存在的问题并作以展望。     

我国转基因鸡初露端倪

由上海复旦大学和上海新杨种畜场共同投资 2 0 0万元创建的上海复旦新杨生物科技有限公司 ,在全国率先开发通过鸡蛋蛋清表达外源基因的技术。他们构建了能在鸡蛋蛋清中表达外源基因的表达载体 ;建立了有效的转基因技术 ,转基因效率在 3 0 %至 70 %之间 ;2 0 %以上的转基因鸡所产的鸡蛋蛋清中检测到实验用的外源基因“人瘦素蛋白” ,其中最高的表达量为每升蛋清中含 1 0毫克至 3 0毫克。鸡转基因技术开发前景深远 :①改良鸡的种质品质 ,可培育出生长速度快、抗病毒、低胆固醇蛋的转基因品系。②利用鸡蛋蛋清作为生物反应器 ,在蛋清中生产有药…     

动物生物反应器研究进展

动物生物反应器是指将外源目的基因导入整合到动物基因组中，该外源基因可以遗传给后代，并能够表达相应目标蛋白，所获得的个体表达系统就是动物生物反应器。这样的一个具有动物生物反应器功能的转基因动物，其体内可以合成所需的蛋白，并通过乳汁、尿液、血液、精液、蛋清或蚕丝等分泌产生。     

利用动物乳腺生物反应器生产人凝血因子IX

转基因动物乳腺生物反应器是利用动物乳腺特异性启动子调控元件指导外源基因在乳腺中特异性表达,并从转基因动物奶中获取重组蛋白.利用转基因动物乳腺生物反应器生产人凝血因子Ⅸ是一种新型的生物制药方法且具有广阔的应用前景.本文就转基因动物乳腺生物反应器生产人凝血因子Ⅸ的载体构建、研究现状以及存在的问题等作一综述.     

利用动物乳腺生物反应器生产人凝血因子Ⅸ

转基因动物乳腺生物反应器是利用动物乳腺特异性启动子调控元件指导外源基因在乳腺中特异性表达,并从转基因动物奶中获 取重组蛋白。利用转基因动物乳腺生物反应器生产人凝血因子Ⅸ是一种新型的生物制药方法且具有广阔的应用前景。本文就转基因动物 乳腺生物反应器生产人凝血因子Ⅸ的载体构建、研究现状以及存在的问题等作一综述。     

利用动物乳腺生物反应器生产人凝血因子Ⅸ

转基因动物乳腺生物反应器是利用动物乳腺特异性启动子调控元件指导外源基因在乳腺中特异性表达，并从转基因动物奶中获取重组蛋白。利用转基因动物乳腺生物反应器生产人凝血因子Ⅸ是一种新型的生物制药方法且具有广阔的应用前景。本文就转基因动物乳腺生物反应器生产人凝血因子Ⅸ的载体构建、研究现状以及存在的问题等作一综述。     

CRISPR/Cas9技术在猪、鸡中的应用研究进展

基因编辑是利用核酸酶在基因组的特定位点产生DNA双链断裂，从而触发细胞自身的DNA损伤修复机制，实现对靶基因序列进行位点特异性修饰。规律成簇间隔短回文重复序列（clustered regularly interspersed short palindromic repeat，CRISPR）及其相关蛋白9（Cas9）系统作为第3代基因编辑技术在农业和基因治疗研究中发挥着重要作用，与传统的锌指核酶和转录激活因子样效应物核酶基因编辑方法相比，它可以靶向基因的任何位点引起DNA双链断裂，实现目标基因的精准敲除或插入外源片段，并能快速、高效地修饰基因组，包括基因敲除、敲入、抑制、激活等，是应用最广泛的基因编辑工具。CRISPR/Cas9技术的出现彻底改变了生命科学、医学和遗传学研究现状。近年来，利用CRISPR/Cas9技术对动物基因组进行修饰，开启了畜禽分子育种的新纪元，不仅极大地推动了现代畜禽养殖技术的发展，而且为人类医学研究做出了特殊贡献，特别是在猪和鸡上。作者以猪和鸡为对象，综述了CRISPR/Cas9技术在异体器官移植供体、人类疾病的生物模型、抗病育种材料、全基因组高通量筛选等方面的研究进展，以及如何利用CRISPR技术快速又简单地生产出基因编辑猪、鸡，为推动CRISPR技术制备其他基因编辑动物提供参考依据。     

利用CRISPR/Cas9系统构建绿色荧光转基因斑马鱼

斑马鱼是研究人类疾病的重要动物模型,基因组定点编辑技术在利用斑马鱼研究同源基因功能方面提供了简便高效的途径。利用CRISPR/Cas9系统,在斑马鱼TU品系第5号染色体中选择靶位点,将Cas9 mRNA、靶位点识别的sgRNA和带有同源重组臂、利用短链肌球蛋白(Mylz2)启动子启动的绿色荧光蛋白(eGFP)基因显微注射到斑马鱼受精卵中,获得在该位点定点插入外源基因,并在肌肉中特异表达绿色荧光蛋白的转基因斑马鱼。利用基因组DNA的PCR扩增,结合激发光下斑马鱼胚胎荧光表达情况,在存活的87尾幼鱼中发现其中45尾有荧光表达,同源重组率为51.724%。研究表明,利用CRISPR/Cas9系统成功定点插入外源基因,并获得在肌肉中特异性表达绿色荧光的斑马鱼。     

动物乳腺生物反应器在现代生物制药中的应用

目的基因在乳腺中表达的转基因动物称为动物乳腺生物反应器(mammary gland bioreaetor),又称为动物个体乳腺表达系统.动物乳腺生物反应器出现于20世纪90年代初,它是一项利用转基因动物的乳房代替生物发酵,大规模生产供人类疾病治疗和保健用的生物活性物质或药用珍稀蛋白的现代生物技术,其核心内容是利用乳蛋白基因的乳腺特异性调控成分驱动外源基因在动物乳腺中高效表达,以期通过源源不断地回收乳汁来提取大量有重要药用价值的生物活性外源蛋白.因此,动物乳腺生物反应器在现代生物制药领域中具有广阔的开发前景.     

Targeted Knock-in of a Fluorescent Protein Gene into the Chicken Vasa Homolog Locus of Chicken Primordial Germ Cells using CRIS-PITCh Method

In chickens, primordial germ cells (PGCs) are effective targets for advanced genome editing, including gene knock-in. Although a long-term culture system has been established for chicken PGCs, it is necessary to select a gene-editing tool that is efficient and precise for editing the PGC genome while maintaining its ability to contribute to the reproductive system. Clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-associated protein 9 (Cas9) and CRISPR-mediated precise integration into the target chromosome (CRIS-PITCh) methods are superior as the donor vector is easier to construct, has high genome editing efficiency, and does not select target cells, compared to the homologous recombination method, which has been conventionally used to generate knock-in chickens. In this study, we engineered knock-in chicken PGCs by integrating a fluorescent protein gene cassette as a fusion protein into the chicken vasa homolog (CVH) locus of chicken PGCs using the CRIS-PITCh method. The knock-in PGCs expressed the fluorescent protein in vitro and in vivo, facilitating the tracking of PGCs. Furthermore, we characterized the efficiency of engineering double knock-in cell lines. Knock-in cell clones were obtained by limiting dilution, and the efficiency of engineering double knock-in cell lines was confirmed by genotyping. We found that 82% of the analyzed clones were successfully knocked-in into both alleles. We suggest that the production of model chicken from the knock-in PGCs can contribute to various studies, such as the elucidation of the fate of germ cells and sex determination in chicken.     

CRISPR/Cas9技术在畜禽育种中的研究进展

利用传统方法在畜禽特定基因座上进行基因组修饰时,只能通过在体细胞中进行同源重组再经细胞核移植实现。传统同源重组方法的困难性和低效性阻碍了基因修饰在畜禽遗传育种中的广泛应用。近年来,位点特异性核酸内切酶的发现为靶向基因修饰提供了一条更直接的途径,主要由于这些酶能直接在DNA序列上进行一步式的基因编辑。成簇规律间隔短回文重复序列/Cas关联蛋白9(clustered regularly interspersed short palindromic repeat/CRISPR associated protein 9,CRISPR/Cas9)是一种RNA导向的DNA内切酶,精准定位于特定的靶位点,高效完成RNA导向的DNA识别及编辑。CRISPR/Cas9技术作为精准而强大的第3代基因组编辑工具,已经成功应用于猪、牛、山羊、绵羊和鸡上,这些CRISPR/Cas9基因编辑畜禽可作为研究人或畜禽生理和病理的生物模型、生产功能性蛋白质的生物反应器或器官移植的供体。特别是在畜禽生产方面,CRISPR/Cas9基因编辑可用于改善生产遗传特性及畜产品质量,提高畜禽对疾病的抵抗力。作者对当前畜禽中特定位点基因组修饰的CRISPR/Cas9技术的原理及基因组编辑在畜禽育种中应用的最新进展进行了综述,以期为推进CRISPR/Cas9技术在畜禽育种中的研究提供参考。     

Primordial germ cells (PGCs) as a tool for creating transgenic chickens

The transgenic chicken has great potential as a bioreactor for the production of valuable pharmaceutical proteins, notably in the oviduct/egg. Whereas conventional transgenic approaches have significant limitations in this species, an alternative approach employing primordial germ cells (PGCs), the progenitor cells to ova and spermatozoa, has now been successfully applied to the insertion of exogenous genes into birds. Recent developments in manipulating avian embryos make it possible to produce germline chimeras derived from transferred PGCs. In this review we describe the migration pathway of chicken PGCs during early development. We then summarize different methods for the isolation of PGCs and the diversity of techniques used to introduce genes into these cells. Finally, we describe an in vitro assay for testing tissue-specific vectors designed to express heterologous proteins in transgenic chickens.     

利用CRISPR/Cas9腺病毒载体在鸡胚中进行基因敲入研究

为研究CRISPR/Cas9腺病毒载体在鸡胚中进行基因敲入的可行性,将包装不同滴度增强型绿色荧光报道基因(Enhance green fluorescent protein,EGFP)的腺病毒载体和慢病毒载体显微注射到HH14时期鸡胚的外周血管中,对胚胎发育至3.5 d和9d鸡胚存活、各器官中EGFP荧光强度等指标进行...     

CRISPR/Cas9系统在家禽中应用研究进展

CRISPR/Cas系统是一种在细菌和古细菌中发现的获得性免疫系统,由规律成簇间隔短回文重复序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR）和CRISPR相关蛋白（CRISPR-associated proteins,Cas）组成。在此基础上改造获得的CRISPR/Cas9基因定点编辑技术可通过设计小的单链引导RNA（single guide RNA,sgRNA）对目标基因进行定向编辑。家禽作为农业经济动物,能够快速高效地生产蛋和肉产品,是世界范围内重要的蛋白质来源,也是极具价值的脊椎动物发育生物学模型。但是受限于卵生动物特点,家禽的受精卵与蛋黄表面紧密结合,未受精的卵子非常难取出,对家禽单细胞阶段受精卵进行靶向遗传修饰的可行性较低,因而家禽功能基因及转基因研究进展较为缓慢。CRISPR/Cas9基因定点编辑技术相较于其他基因编辑系统操作简单,靶向效率高,极大地推动了家禽功能基因的研究进展,是目前筛选和验证家禽功能基因的最有效的工具之一。文章综述了近年来CRISPR/Cas9在家禽细胞、生长发育和性腺分化、家禽疾病、家禽胚胎编辑和转基因家禽制备上的研究进展,以期为CRISPR/Cas9在家禽上的深入研究和应用提供参考。     

CRISPR/Cas9系统在寄生虫基因组编辑中的应用研究进展

基因编辑是一种依赖于核酸内切酶对目标基因进行定向改造的现代生物学技术,可实现特定片段的加入、删除,以及特定碱基的插入、缺失、替换等。CRISPR/Cas9系统(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/associated nuclease 9)是在细菌和古细菌中发现的一种用来抵御外源质粒和噬菌体入侵的获得性免疫系统,经改造后已成为一种新型的基因组编辑工具,因其具有操作简单、成本低、切割效率高等优点被广泛应用于多种动物、植物及微生物等的基因组编辑。应用CRISPR/Cas9系统在进行基因编辑的基础上可分析和验证基因功能、研究遗传育种及筛选药物靶点和疫苗分子等,以达到减弱病原微生物致病性、增强动植物抗病性、治疗遗传性疾病、病毒性感染及肿瘤等目的。寄生虫因其生活史复杂,与细菌和病毒相比基因组较大、结构较复杂,缺乏有效的研究工具等原因,使得相关研究进展缓慢,而CRISPR/Cas9基因编辑技术的出现为基因功能研究提供了新的技术手段。笔者对CRISPR/Cas9系统的发现及其在寄生虫基因组编辑中的应用研究进展进行综述,并...     

CRISPR/Cas9基因组编辑技术及其在草类植物中的应用

CRISPR/Cas9系统作为新一代基因组编辑技术,一经问世就受到广泛关注。CRISPR/Cas9系统具有对特定基因位点进行精确修饰(包括敲除、插入、替换等)的强大功能,同时具有操作简单、效率高、适应性广等技术优势,目前已在微生物、植物、动物以及人类基因治疗等整个生命科学领域得到应用。本文简要介绍了CRISPR/Cas9技术的发展历程、作用机理、技术优势、功能及应用领域,总结该技术在植物领域的基因组定向编辑中的研究进展。并提出了这项技术在草类植物基因功能分析、基因代谢调控途径与遗传改良等方面的应用前景,为相关领域的研究工作奠定了基础。