基于CRISPR/Cas9系统构建青鳉突变体

青鳉是研究基因功能、器官发生和发育机制的模式生物之一,基因编辑技术已在青鳉中得到广泛应用,但利用CRISPR/Cas9技术构建青鳉突变体的详细过程还未见报道。为了完整详细地阐明青鳉突变体的构建过程,实验以青鳉Olpax6.1基因的敲除为例,首先利用ChopChop网站设计获得Olpax6.1基因gRNA的靶点;其次通过PCR扩增和质粒酶切分别获得gRNA和Cas9 mRNA体外转录的模板,并通过体外转录合成gRNA和Cas9 mRNA;再将Cas9 mRNA和gRNA混合进行青鳉胚胎显微注射获得突变F_(0);最后利用PCR、T7EndonucleaseⅠ酶切和Sanger测序筛选F_(0)与野生型杂交的子代获得相同突变类型的F_(1),进而将相同突变的F_(1)进行杂交并筛选其子代,获得青鳉Olpax6.1敲除的纯合突变体,纯合突变体表现出眼部发育畸形的经典表型。本研究为青鳉突变体的构建提供详细完整的实验方案,同时也为其他鱼类突变体的构建提供技术参考。

青鳉抗病毒感染过程的负调控因子jun的鉴定

Jun(Jun proto-oncogene,AP-1 transcription factor subunit)为组成转录因子AP-1的亚单位或亚家族成员,参与机体的免疫应答。为了进一步了解jun基因在鱼类抗病毒天然免疫方面的功能,以日本青鳉为研究对象,采用CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术获得jun缺失的纯合子突变体品系,并对其在神经坏死病毒(nervous necrosis virus,NNV)感染过程中的特征展开研究。基因克隆结果显示,野生型日本青鳉的jun基因编码区全长921 bp,共编码306个氨基酸,含有N端的Jun超家族结构域和C端的bZIP超家族结构域,并在眼、脑、鳃、心脏、头肾、卵巢、精巢、肝脏、脾脏9个检测的组织中均有较高的表达。突变体jun-/-在基因组减少了124 bp,而蛋白只剩下59个氨基酸的N端序列,缺失了Jun超家族结构域和bZIP结构域。病毒感染实验结果显示,jun-/-仔鱼对于神经坏死病毒(nervous necrosis virus,NNV)的耐受能力相对野生型仔鱼有所提升;jun-/-成鱼眼、脑、鳃和肌肉组织内的病毒相对含量都显著低于野生型。进一步的qRT-PCR结果显示,在jun-/-青鳉中,fosl1的表达极显著下调,tbk1的表达降低,而irf3的表达极显著上调。以上结果表明,jun缺失能增强青鳉耐受NNV病毒的能力,jun基因可能是一个青鳉抗病毒信号通路的负调控因子。

青鱼Dazl基因的原核表达及其多克隆抗体制备

实验进行了青鱼( Mylopharyngodon piceus ) Dazl 基因的原核表达,兔抗青鱼源Dazl多克隆抗体的制备及抗体的特异性验证。首先将青鱼 Dazl 基因的编码区利用重组表达引物从pCS2- MpDazl 质粒中扩增出来,经酶切后连接到pET-28a载体中,构建pET-28a- MpDazl 重组表达载体。然后将pET-28a- MpDazl 重组质粒转化至大肠杆菌( Escherichia coli )BL21中,利用异丙基-β-d-硫代半乳糖苷( IPTG)诱导表达,获得分子量为27 kD的Dazl重组蛋白。将纯化的Dazl重组蛋白作为抗原免疫家兔制备多克隆抗体,抗体的效价和特异性通过ELISA法和 Western blot检测。结果:成功构建重组表达载体pET-28a- MpDazl;以0.5 mmol/L IPTG在37 ℃条件下诱导4 h可获得高效表达的Dazl重组蛋白;制备的兔抗青鱼Dazl多克隆抗体能够特异性识别原核表达Dazl蛋白、青鱼卵巢的内源Dazl蛋白以及细胞中过表达的Dazl蛋白,并证实了青鱼Dazl蛋白在性腺中表达的特异性。