牛胚胎玻璃化冷冻技术研究进展

胚胎冷冻保存是保存和繁殖遗传优势动物的主要工具,是胚胎移植产业的重要组成部分。目前广泛使用的冷冻方法主要有慢速冷冻和玻璃化冷冻2种。由于玻璃化冷冻具有成本低、效率高、操作简单等优点,玻璃化冷冻法越来越受到人们的重视。经过多年研究,研究人员已经在玻璃化冷冻方法、冷冻液等方面取得了大量进展,玻璃化冷冻法已经开始进入商业化应用。本文综述了牛胚胎冷冻保存技术的研究进展,旨在为相关从业人员提供一定借鉴和参考。

哺乳动物体内、外生产胚胎的表观遗传差异研究进展

体外胚胎生产作为一项高效的辅助生殖技术,对优质种质资源的保存利用及遗传改良具有重要意义。但与体内生产胚胎相比,体外生产胚胎在培养过程中出现生长发育缓慢、卵裂率低、凋亡比例增加等问题,移植后伴随着胎盘肥大、孕期延长等问题,还可能出现早产、出生体重降低、巨胎综合征(LOS)等,这与基因表达异常和表观遗传修饰异常有重要关系。文章简单回顾了近年来表观修饰学在体内、外生产胚胎的研究进展,主要介绍了印记基因的表观修饰、DNA甲基化及组蛋白乙酰化在哺乳动物体内、外生产胚胎之间的差异,简述了微阵列技术在体内、外生产胚胎之间的应用,以期找到导致体内、外胚胎质量差异的关键印记基因及其作用途径,探讨体外生产胚胎质量低于体内胚胎的原因,进而改善体外胚胎生产体系。

玻璃化冷冻对家畜卵母细胞细胞生物学性状影响的研究进展

卵母细胞玻璃化冷冻技术在保存母畜生育力、加速育种过程中发挥重要作用。相较于新鲜卵母细胞,玻璃化冷冻会造成卵母细胞细胞核混乱无序、成熟率降低、细胞质分布变化、脂质结构变化和高活性氧水平、细胞器线粒体分布异常、氧化系统和抗氧化系统异常以及膜电位降低、微管微丝排列混乱、纺锤体结构损坏以及使重要蛋白变化和一些分子发生改变。本文从细胞生物学角度探讨玻璃化冷冻对卵母细胞造成的细胞核紊乱、线粒体膜电位降低、皮质颗粒缺失等损伤,为高效玻璃化冷冻液和冷冻程序的开发、改善玻璃化冷冻卵母细胞后续发育潜力提供参考。

组蛋白甲基转移酶ASH1L的研究进展

组蛋白甲基化修饰作为表观遗传中的机制之一,在基因的表达及沉默、异染色质形成、细胞分化和基因印迹等方面发挥着重要作用。缺失的、小的、同源异形1(ASH1,也称为ASH1L)是组蛋白赖氨酸甲基转移酶,因其在果蝇中基因突变导致的同源异形的表现与三胸腔结构蛋白的突变体相似而被归类于三胸腔结构蛋白质组;在哺乳动物中ASH1L可特异性甲基化H3K4和H3K36,激活基因转录。本文综述了组蛋白甲基化修饰、三胸腔结构蛋白组成及功能、组蛋白甲基转移酶ASH1L的调控作用等方面的研究进展,为探索ASH1L蛋白酶在疾病的发病、防治和调控中的作用机制,及其在大家畜繁育中的应用研究提供参考。

哺乳动物GV期卵母细胞玻璃化冷冻研究进展

哺乳动物GV期卵母细胞的玻璃化冷冻保存技术为家畜胚胎生物技术提供了卵子库,有利于濒危动物和珍稀野生动物遗传资源的长期保存,是维持物种多样性乃至人类生殖力保存的重要途径。至今,玻璃化冷冻技术已成功用于多种哺乳动物GV期卵母细胞的冷冻保存。与此同时,玻璃化冷冻会对GV期卵母细胞产生的细胞学损伤及表观遗传的影响,成为制约其应用潜力的关键瓶颈。本文综述了近年来哺乳动物GV期卵母细胞玻璃化冷冻的研究进展,并对冷冻损伤及对策进行了系统分析,为哺乳动物GV期卵母细胞玻璃化冷冻的后续研究提供参考。

褪黑素缓解动物卵母细胞中细胞器氧化损伤的研究进展

在卵母细胞体外成熟和胚胎发育过程中,细胞代谢产生大量的活性氧(ROS),而ROS过量积累是导致体外成熟卵母细胞的质量及发育潜力低于体内卵母细胞的主要原因之一。褪黑素作为一种有效的ROS清除剂,具有抗氧化性,能为暴露在大量ROS下的细胞器提供保护作用。本文综述了褪黑素对卵母细胞和多种细胞器的保护作用及机制,为其在动物胚胎生产和动物繁殖中更广泛应用提供参考。

组蛋白甲基转移酶ASH2的研究进展

表观遗传修饰通过改变染色质空间构象和基因表达调控胚胎发育、细胞分化、器官发生和癌症形成,其调控形式包括组蛋白甲基化、组蛋白乙酰化、DNA甲基化、基因印迹和X染色体失活等。缺失的、小的、同源异形2(absent,small,homologous 2,ASH2)是组蛋白赖氨酸甲基转移酶复合物的核心成分,其属于三胸腔结构蛋白家族;在哺乳动物中ASH2可特异性甲基化H3K4,激活基因转录。在介绍组蛋白甲基化和三胸腔结构蛋白的基础上,综述了ASH2甲基酶对基因转录、HOX基因表达、癌症发生发展和细胞分化的调控功能,以期为其在动物繁育和人类疾病治疗中的应用提供思路。

白藜芦醇对奶牛性控冻精品质和体外受精能力的影响

本研究旨在探究不同浓度白藜芦醇处理对奶牛性控冻精品质和体外受精能力的影响。在解冻后的奶牛性控冻精中分别添加0、10^(-3)、10^(-4)、10^(-5) mol/L的白藜芦醇,各组精子在受精液中获能孵育1.5 h后,测定精子质量和体外受精能力。结果表明:添加白藜芦醇均可有效降低性控冻精中活性氧(ROS)含量、提高顶体完整活精子比例(P<0.05),其中10^(-3)、10^(-4) mol/L的白藜芦醇处理对降低ROS含量最为显著;10-4 mol/L的白藜芦醇处理可显著降低丙二醛(MDA)含量并提高性控冻精的卵裂率和囊胚率(P<0.05)。综上所述,白藜芦醇作为一种外源性天然抗氧化剂,通过降低性控精液中过量的ROS水平、抑制精子脂质过氧化反应、保护顶体完整性,从而提高性控精子质量和体外受精能力。

新鲜、玻璃化冷冻牛卵母细胞体外受精囊胚全基因组甲基化模式初探

旨在初步分析新鲜及玻璃化冷冻牛卵母细胞体外受精囊胚全基因组甲基化模式。本研究采用单细胞全基因组甲基化测序技术(scWGMS)检测新鲜、玻璃化冷冻牛卵母细胞体外受精囊胚全基因组甲基化水平和差异甲基化区域(DMR),探讨两者之间DNA甲基化水平上的差异。结果表明,新鲜卵母细胞体外受精囊胚的整体甲基化水平显著高于玻璃化冷冻卵母细胞体外受精囊胚的整体甲基化水平(P<0.05)。采用基因本体分析(GO)和相关信号通路(KEGG)对143个DMRs分析,发现生物学过程主要显著富集在新陈代谢、生长发育、细胞定位、细胞刺激反应等,通路主要富集在生长发育、核酸结合及组蛋白乙酰化上,并筛选出几个与之相关的候选基因(FARP2、PI4KA、FAM3D、NCOR2、ZNF827等)。本研究初步发现,玻璃化冷冻牛卵母细胞体外受精囊胚的全基因组甲基化水平显著降低,且DMR区域主要集中在ATP结合、生长发育及组蛋白乙酰化,为提高玻璃化冷冻卵母细胞体外受精囊胚质量提供信息参考。

牛体内囊胚全转录组模式解析

旨在解析牛体内囊胚的全转录组模式。本研究选择3头15月龄以上、健康状况良好的泌乳奶牛,采用超排获得体内囊胚,采用单细胞全转录组测序技术检测囊胚mRNA、lncRNA、circRNA转录模式,并采用生物信息学工具对其进行分析。试验获得牛体内囊胚约19975个mRNAs、12715个novel lncRNAs及887个circRNAs。mRNA有12种可变剪切方法,以转录起始区域可变剪切(TSS)为主。采用基因本体(GO)和相关信号通路(KEGG)对其分析发现,生物功能主要富集在新陈代谢、细胞膜和蛋白结合、细胞通讯、细胞组织成分、生长发育等功能,Pathway主要富集在细胞周期、膜运输、染色体组织调控等通路;circRNA有6种类型,其中CLASSIC类型circRNA数量最多,这种剪切方式会形成成环的外显子circRNA(EcircRNA)。本研究阐明了牛体内囊胚的全转录组模式,为全面了解牛体内囊胚提供了新的思路。

玻璃化冷冻牛GV卵母细胞全基因组甲基化模式初探

旨在研究玻璃化冷冻对牛GV期卵母细胞全基因组甲基化的影响。本研究收集新鲜、玻璃化冷冻的牛GV卵母细胞,采用单细胞全基因组甲基化测序(ScWGBS)技术对新鲜、玻璃化法冷冻牛GV卵母细胞的全基因组甲基化水平进行检测,旨在揭示两者DNA甲基化模式的差异。结果表明,玻璃化冷冻不会对牛GV卵母细胞的全基因甲基化水平造成显著影响。基于基因本体(GO)和信号通路(KEGG)对140个差异甲基化区域(DMRs)进行分析,发现DMRs主要参与细胞发育、细胞骨架组织等功能,主要富集在PI3K-Akt信号通路、GnRH信号通路等,并筛选出与卵母细胞成熟(TSC2)、细胞骨架(NUDC)、细胞活力(MAFK)等相关的基因。上述结果,可为提高GV卵母细胞玻璃化冷冻效率奠定信息基础和研究方向。

玻璃化冷冻对哺乳动物MⅡ期卵母细胞表观遗传学的影响

玻璃化冷冻作为一种操作简单、成功率高的细胞保存方式具有诸多优点,广泛应用于农业、医学、生物等领域。但相较于新鲜卵母细胞,玻璃化冷冻后的卵母细胞仍存在许多问题,如玻璃化冷冻后的卵母细胞妊娠率和产活仔率低于新鲜的卵母细胞、基因表达异常等。表观遗传学是研究基因在核苷酸序列不发生改变的情况下基因表达的可遗传变化的一门学科。表观遗传修饰在不改变DNA序列的情况下使基因和环境之间产生相互作用。在体外胚胎生产过程中,外界环境因素会对表观遗传修饰造成影响。作者从表观遗传学方面综述了玻璃化冷冻对哺乳动物MⅡ期卵母细胞DNA和全基因组甲基化、组蛋白甲基化和乙酰化、磷酸化及泛素化、基因印迹、microRNA的影响,以及玻璃化冷冻MⅡ卵母细胞后表观遗传修饰的改变对转录过程中基因的表达影响,为揭示并调控玻璃化冷冻卵母细胞后表观遗传修饰事件、进一步提高玻璃化冷冻后卵母细胞的质量提供参考。