利用TALENs技术制备瘦素基因敲除的大鼠

目的瘦素(leptin)是一种调节机体摄食和能量代谢的细胞因子,也参与神经细胞发育、免疫、糖脂代谢等,由于大鼠在代谢和神经研究等方面的优点,研制leptin基因敲除大鼠(leptin-/-),为这几方面的深入研究提供模型。方法利用类转录激活因子效应因子核酸酶(transcription activator-like effector nucleases,TALENs)技术,制备leptin-/-大鼠。利用称量方法测定不同时间点的体重变化,利用磁共振成像观测大鼠脂肪积累及分布,利用病理学方法观察胰腺的病理变化,并进行血生化、腹腔糖耐受实验及葡萄糖刺激下的血清胰岛素含量测定。结果获得一个在leptin基因编码区418～425位有8个碱基缺失的首建鼠,由于产生了TGA终止密码子,使该蛋白C末端缺失了28个氨基酸。Leptin-/-大鼠从5周龄开始出现显著的体重增加,到4月龄时体重比野生SD大鼠(leptin+/+)增加了52%。2月龄MRI结果显示leptin-/-大鼠与leptin+/+大鼠相比,在腹腔和皮下均有更多的脂肪积累,同时病理观察也发现leptin-/-大鼠胰腺中胰岛细胞显著增生。4月龄时,leptin-/-大鼠的血清中甘油三酯和胆固醇含量分别是leptin+/+大鼠的8.4倍和1.8倍,同时出现了明显的糖耐受受损和高胰岛素血症。结论利用TALENs技术成功建立了瘦素基因敲除大鼠,并表现出明显的肥胖、高胰岛素血、高脂血和糖代谢异常。结果表明:该敲除大鼠可作为代谢、神经、免疫等研究的潜在模型。

基于比较转录组的水稻苗期耐冷相关基因BGIOSGA032296 TALEN基因组编辑技术构建

为了挖掘水稻苗期耐冷基因,基于比较转录组分析,参考公共数据库中的基因序列信息设计靶位点,对冷胁迫条件下东乡野生稻苗期下调表达耐冷相关基因BGIOSGA032296进行TALEN基因组编辑技术构建,克隆酶切鉴定和序列比对结果表明,BGIOSGA032296 TALEN敲除植物表达载体1301TALEN-032296构建成功,利用农杆菌介导法将TALEN敲除植物表达载体1301TALEN-032296转入水稻受体品种TP309,获得了17株转基因水稻植株,经潮霉素抗性标记基因和Fok I基因特异引物PCR检测,表明获得的转基因植株皆为携带1301TALEN-032296的阳性植株。该研究为水稻BGIOSGA032296基因后续耐冷表型鉴定奠定了前期基础。

“分子剪刀”TALEN技术简介

本文简要介绍新兴的基因工程工具——转录激活样效应因子核酸酶（TALEN）的作用原理及应用。

IL2rg^(-/-)大鼠支持人RSV在体内的长期感染

目的为了克服已有人呼吸道合胞病毒(human respiratory syncytial virus,hRSV)动物模型的局限性,如半受纳性和感染持续时间短,本文利用TALEN基因编辑技术建立了IL2rg基因敲除(IL2rg^(-/-))的大鼠模型。方法用hRSV滴鼻感染该动物模型,观察感染期(0~35 d)的临床表征、体重及体温变化;记录不同时间点(滴鼻感染后第4、11、20、35天)鼻腔、气管、肺等呼吸道脏器的病毒总拷贝数;在观察终点(滴鼻感染后第35天)对感染动物的靶器官进行病理分析;观察不同时间点(滴鼻感染后第4、20、35天)外周血T、B、NK、NKT细胞的变化及不同时间点多种细胞因子的变化。结果(1)通过鼻内接种hRSV后,纯合的IL2rg基因敲除大鼠的呼吸道内能保持较高的病毒载量,鼻腔中病毒的平均峰值滴度能快速升至1×10^(10 )copies/g,至第5周时,病毒依然能维持复制,病毒载量亦可达到1×10^(7)copies/g。(2)但其鼻、气管和肺组织,无明显病变。(3)感染hRSV的IL2rg^(-/-)大鼠外周血B细胞含量有上升。(4)IL-6和MCP-1两种细胞因子都在感染前期上升,在观察终点回落。结论本研究基于TALEN技术建立了IL2rg^(-/-)大鼠模型,并发现该模型能很好地支持hRSV高水平复制和并长期感染,为抗病毒药物筛选、抗hRSV抗体体内效力评价,提供了良好的动物模型。

TALEN介导的MYH9基因沉默及对细胞周期与凋亡的影响

目的利用TALEN技术敲除人胃癌细胞系MGC803细胞株MYH9基因,观察MYH9基因沉默后细胞周期及凋亡改变。方法根据斯丹赛Fast TALETMTALEN试剂盒说明书,设计并构建靶向MYH9基因的TALEN质粒对。通过质粒转染、DNA测序、RT-PCR和Western blot等检测质粒活性,成功挑取MYH9基因敲低单克隆株,并对构建好的细胞株进行周期和凋亡检测。结果成功挑选的MGC803单克隆细胞株未检测到MYH9基因完全敲除;MYH9基因敲低后,MGC803细胞周期受阻于G2/M期(P<0.05),早期凋亡增加(P<0.05)。结论利用TALEN技术成功构建MGC803细胞MYH9基因敲低单克隆株,该模型有助于后期深入探讨胃癌MYH9基因功能。

现代基因定点编辑技术的发展趋势

从现代基因定点编辑技术不同层次的研究发展现状,比较总结了ZFN技术、TALEN技术、CRISPR/Cas9技术的特点,发展趋势是技术难度越来越小、研究与应用成本越来越低、细胞毒性越来越小,编辑点位由单点位向多点位发展。

抑制外泌体释放对骨髓间充质干细胞生物学特性的影响

目的:探讨抑制骨髓间充质干细胞外泌体的释放对其生物学特性的影响及其机制。方法:利用TALEN技术靶向性敲除Rab27a基因构建外泌体释放缺失小鼠模型,随后分离、培养并鉴定骨髓间充质干细胞,用外泌体提取试剂盒提取培养基中的外泌体,并用纳米颗粒跟踪分析(NTA)计数外泌体的数量,透射电镜观察外泌体的大小及形态。利用Ed U实验及检测增殖细胞核抗原(PCNA)的表达来评价间充质干细胞的增殖能力。通过TUNEL染色及MTS实验检测间充质干细胞对缺氧的耐受能力。结果:敲除Rab27a的间充质干细胞释放外泌体的数量明显减少,抑制间充质干细胞外泌体的释放能显著降低其增殖及对缺氧的耐受能力。结论:抑制间充质干细胞外泌体的释放可导致其增殖能力及对缺氧的耐受能力明显降低。

植物转基因技术——回顾与前瞻

自从1953年Watson和Crick发现DNA双螺旋结构以来,以DNA重组技术为基础的转基因技术迅速发展,不可避免地对人们的日常生活产生了巨大的影响。该文回顾了植物转基因技术的发展历程和现状,重点介绍了基因定点突变技术ZFN和TALEN,以期帮助读者全面快速地了解这一令人充满期待的新的转基因技术。

TALEN介导猪瘟病毒结构蛋白基因E0敲入山羊乳腺上皮细胞β-乳球蛋白基因座

验证整合于山羊β-乳球蛋白基因座的猪瘟病毒E0(CSFV E0)基因是否能够利用内源性启动子调控该基因表达,为制备转CSFV E0基因山羊做好准备。利用脂质体转染的方法将实验室已构好的针对山羊β-乳球蛋白基因第一外显子的TALENs表达载体和包含CSFV E0基因的打靶载体共转染山羊乳腺上皮细胞,用药物(G418)进行筛选获得单克隆,并对获得的克隆进行5′端和3′端鉴定,鉴定都为阳性的克隆进行激素诱导24h后,收集培养液和细胞。通过RT-PCR和Western blot技术检测证明,转基因阳性细胞能够表达并分泌出CSFV E0蛋白。本试验为以转CSFV E0基因细胞为供核体进行核移植制作转基因动物奠定了基础。

靶除内蒙古白绒山羊FGF5基因对其毛被性状的影响

本研究以内蒙古自治区生物制造重点实验室应用基因打靶技术和TALEN技术获得的靶除FGF5基因的内蒙古白绒山羊为材料,通过对其进行绒毛指标测定,探讨了基因打靶技术和TALEN技术靶除FGF5基因对绒山羊绒毛性状的影响,并在国内外首次将模糊数学的模糊综合评价方法运用于两种基因编辑技术的评价。结果表明与对照白绒山羊相比,基因打靶技术获得靶除FGF5基因绒山羊的绒长度明显降低、细度明显变粗和毛长度明显增加;TALEN技术获得靶除FGF5基因绒山羊的绒长度明显增加。模糊综合评价结果说明在2只不同敲除技术的绒山羊个体中,应用TALEN技术敲除的绒山羊和基因打靶技术敲除的绒山羊在毛被性能改善方面是有差异的。

敲除L-periaxin基因的大鼠RSC96细胞系的建立

轴周蛋白(Periaxin)是外周神经系统非致密性髓鞘中特异表达的蛋白,编码Periaxin的基因经由选择性剪接产生两种蛋白异构体L-periaxin和S-periaxin,对髓鞘形成的初始化有重要作用。至今在Periaxin基因上已发现有18种不同的位点突变导致外周脱髓鞘神经疾病腓骨肌萎缩症4F亚型(CMT4F)的发生。利用转录激活因子样效应物核酸酶(TALENs)靶向基因敲除技术对大鼠RSC96细胞的periaxin基因进行敲除,根据TALENs设计原则,确定L-periaxin基因的敲除靶点在其编码NLS结构域部分,设计相应的TALEN左臂与右臂的识别序列,构建含上述识别序列的L-periaxin基因敲除载体TALEN-L和TALEN-R,并将其转入RSC96细胞,经嘌呤霉素药物筛选,获得L-periaxin基因敲除细胞株,经测序确认大鼠RSC96细胞中的基因组中L-periaxin基因区段已被敲除,成功构建了L-periaxin基因敲除细胞模型。计算L-periaxin基因敲除载体的突变率为21.6%。Western blotting实验证明,在RSC96细胞中只能检测到S-periaxin蛋白的表达。通过流式细胞术及MTT实验检测基因敲除细胞的细胞周期和生长速度,发现敲除L-periaxin基因的细胞生长速度缓慢,G1期细胞增多,S期细胞减少。