基于CRISPR/Cas9的猪胚胎成纤维细胞基因组编辑及MSTN基因遗传修饰猪的制备

发布时间：2022-01-25 15:29

　　遗传修饰猪在农业和生物医学领域发挥了重要的作用。通过遗传修饰,人们可以加速改良猪的生长性状、抗病性能和肉质品质。另一方面,遗传修饰猪可以作为人类疾病模型和异种器官移植供体,为人类健康做出贡献。CRISPR/Cas9是最新开发的一种基因组编辑工具,在gRNA的指导下,Cas9核酸内切酶在基因组特定位点产生DNA双链断裂。经过细胞自身不同的修复机制,基因组会产生多种突变模式。由于编辑效率高、构建简单等优势,CRISPR/Cas9已经成为最受欢迎的基因编辑技术,目前已成功应用于线虫、小鼠、果蝇、羊等多个物种。MSTN是转化生长因子-β超家族的成员之一,主要作用是负向调控骨骼肌的生长发育。MSTN基因缺陷小鼠出现由肌纤维增生和肥大引起的肌肉量显著增加,携带MSTN基因自然突变的牛也呈现以肌肉量增加为特征的双肌表型。这些研究表明MSTN可以作为提高猪生长表现的重要候选基因,对猪MSTN基因进行遗传修饰有望培育出高瘦肉率的新品种。本实验着重研究了CRISPR/Cas9在猪胚胎成纤维细胞中的基因编辑,以此为基础,构建了灵活高效的猪基因组编辑平台。首先,通过优化电转染参数及介质,大幅度将猪胚胎成纤维细... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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第一只克隆羊-“多莉”[38]

第 2 章 基因编辑研究进展点的 DNA 双链断裂可以激活细胞内部的修复机制，bikova 等初步证明以锌指蛋白（ZFP）为基础构建的）[64, 65]。研究还发现，在缺少同源修复模板的情况下结合（NHEJ）的修复方式产生随机的碱基缺失或插入断裂诱导的 HDR 和 NHEJ 修复机制可以对基因组进代的到来。特定位点引入 DNA 双链断裂，多种定制化的核酸内切核酸酶（ZFN）、类转录激活因子效应物核酸酶（TAISPR）及其相关蛋白 9（CRISPR-associated protein 9，

图 3 MSTN 缺陷小鼠的表型[139]Figure 3 Phenotype of MSTN-null mice比利时蓝牛和皮埃蒙特牛是著名的双肌牛品种，其前肢和臀部的肌肉特别发达，具见的明显肌肉突起以及增加的肌肉产量。基于 MSTN 对肌肉生长的抑制作用，研测了双肌牛品种的 MSTN 基因。皮埃蒙特牛 MSTN 基因第三外显子出现了一个误导致第 313 位保守的半胱氨酸变为酪氨酸，破坏了蛋白的正确构象[161, 162]。比利时MSTN 基因在第三外显子出现了 11 个碱基的缺失，导致蛋白翻译提前终止，具有生C末端缺失102个氨基酸[161, 163]。此外，在其他多个双肌牛品种中也发现了大量的M突变，这些研究表明 MSTN 突变是导致部分双肌牛的肌肉肥大的原因。研究人员在其他物种同样发现了 MSTN 的自然突变。2004 年，Schuelke 首次报道的 MSTN 基因突变，一名儿童 MSTN 基因的非编码区出现了单碱基的转换，进而[164]


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