用Cre/LoxP和CRISPR基因工程技术构建猪肌肉生长抑制素双等位基因敲除细胞系

肌肉生长抑制素(myostatin,Mstn)基因失活可引起哺乳动物的肌肉增生,但其调控机制尚不清楚,且缺乏可靠的试验材料验证Mstn相关分子通路的变化。本研究所用PK3108细胞系是在野生型PK15细胞系的基础上成功靶向敲除一条等位基因,在其靶位点敲入标记基因,敲除了204bp的外显子3序列,LoxP锚定在其标记基因两侧。利用Cre/LoxP重组酶删除系统删除插入PK3108Mstn靶位点的标记,借助流式细胞仪和荧光蛋白甄别得到无标记的过渡型细胞系PK3108-2。将Cas9/sgRNA表达载体和供体DNA共转染PK3108-2,借助G418抗性筛选和倒置荧光显微镜挑选出仅带阳性标记的克隆L18,对其基因组进行PCR产物凝胶电泳与PCR产物测序,证明克隆L18在预设位点发生同源重组;对其蛋白质进行Western印迹实验表明,Mstn被成功地敲除失活。综上结果证明,本研究实现了双等位基因的精准敲除,构建了Mstn双敲除梯度回复表达细胞系。本研究为揭示Mstn的作用机制提供理想的实验材料,也为双等位基因的敲除提供了可借鉴的技术路线。

锌指核酸酶技术制备肌肉生长抑制素基因敲除的五指山小型猪成纤维细胞

敲除猪肌肉生长抑制素(Myostatin,MSTN)基因可能提高猪瘦肉率,MSTN基因敲除猪也可作为相关疾病的动物模型。文章利用锌指核酸酶(Zinc-finger nucleases,ZFNs)技术敲除五指山小型猪胎儿成纤维细胞MSTN基因,为制备MSTN基因敲除猪奠定基础。ZFNs质粒或编码ZFNs的mRNA均能高效敲除MSTN基因,使用ZFNs mRNA能直接得到MSTN+/-和MSTN-/-两种基因型的细胞克隆。DNA序列测定与分析发现,细胞克隆的突变类型多为ZFNs作用靶位点处不大于10 bp的碱基插入或缺失(92.18%);氨基酸预测发现,突变型MSTN基因的终止密码子常常提前出现。将MSTN基因敲除的细胞进行体细胞核移植(Somatic cell nuclear transfer,SCNT)发现,胚胎体外早期发育潜力与野生型无显著差异,表明这些细胞可用于后续MSTN基因敲除猪的制备。

猪肌肉生长抑制素基因的研究进展

肌肉生长抑制素(MSTN)是骨骼肌生长发育的负调控因子。其活性的丧失或降低,会引起动物肌肉的过度发育,表现为双肌征状。最早在小鼠中发现该基因,随后通过荧光原位杂交法将猪MSTN基因定位于15q2.3上,进而分析了MSTN以及其分子结构,比较MSTN基因在不同物种间的同源性。

牛MSTN基因敲除载体的构建

提高动物胴体瘦肉率一直是动物遗传育种学家、动物繁殖学家和动物营养学家最关注的问题之一。肌肉生长抑制素(Myostatin,MSTN)是近年来发现的一种生长分化因子,主要在动物骨骼肌中表达,它对动物肌肉的发生和发育以及再生都有重要调控作用。该基因缺失会导致动物骨骼肌肌纤维数量增多或肌细胞肥大等现象并且引起肉用动物的"双肌"表型。