单碱基编辑哈萨克羊MSTN基因的研究

来源 :石河子大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:china_huohou
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目的:肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)负调控哺乳动物骨骼肌生长。MSTN基因突变导致MSTN功能丧失会使家畜骨骼肌细胞数量增加以及骨骼肌纤维直径增大,使家畜的体重增加,体脂率降低。碱基编辑器(base editors,BEs)无需DNA双链断裂(double stand broken,DSB)即可实现特定的DNA点突变,具有高编辑效率、高准确性、不产生基因组DSB以及不需要供体DNA模板诱导定向突变的特点。CBE(cytidine base editor,CBE)可以诱导C到T的碱基转换,因此,诱导4个密码子(CAA,CAG,CGA或TGG)转换为终止密码子可以精确敲除基因。哈萨克羊是新疆优秀的地方品种,运用基因编辑、显微注射和胚胎移植等技术可以加快哈萨克羊新品种的培育。本研究利用CBE(Sa KKH-BE3或Anc BE4max)在哈萨克羊MSTN基因编码区提前引入终止密码子,阻止翻译形成完整蛋白,促进骨骼肌发育,以期提高哈萨克羊产肉性能、降低体脂率。方法:(1)在哈萨克羊MSTN基因外显子区域设计3个不同的sg RNA,构建sg RNA表达载体以及带有荧光标记的Sa KKH-BE3,将Sa KKH-BE3或Anc BE4max表达载体转入哈萨克羊成纤维细胞,以期在MSTN基因编码区提前引入终止密码子,利用CruiserTM酶酶切检测和Sanger测序技术进行验证,筛选出高效的CBE编辑器和sg RNA。(2)运用显微注射技术将试验一筛选到的高效CBE编辑系统Anc BE4max m RNA和sg RNA注射到哈萨克羊孤雌激活胚胎中进行验证,注射胚胎分为激活前注射和激活后注射2组,胚胎注射后培养7天收集检测并统计胚胎发育率,通过T7EI核酸酶酶切检测和Sanger测序进行检测,比较不同注射时间对胚胎发育率的影响以及对编辑效率的影响。(3)运用显微注射技术将Anc BE4max m RNA和sg RNA注射到1细胞期受精胚中,利用相同的sg RNA,以CRISPR/Cas9作为对照,在受精胚胎中进行验证,并对预测的脱靶位点进行检测。并运用Anc BE4max系统制备定点编辑MSTN基因哈萨克羊。结果:(1)本试验成功构建带有荧光标记的p JL-Sa KKH-BE3-CMV-GFP质粒。Anc BE4max系统在STOPsg-2和STOPsg-3靶位点实现了有效编辑,STOPsg-2和STOPsg-3靶位点的编辑效率分别为26.7%和6.7%。(2)结果显示,在胚胎水平STOPsg-2靶位点无编辑效果。对于STOPsg-3位点,激活前注射和激活后注射的卵裂率分别为86.6%和85.5%,囊胚率分别为21.1%和20.1%,表明两个时间段进行显微注射胚胎发育无差异。编辑效率分别为70%和60%,表明卵母细胞孤雌激活前后均可进行显微注射,在胚胎水平Anc BE4max具有良好的编辑效果。(3)Anc BE4max和CRISPR/Cas9靶向STOP-sg3均可以发生有效编辑,编辑效率分别为90%和57.1%。对预测的3个脱靶位点进行检测,未检测到脱靶,表明Anc BE4max和CRISPR/Cas9在胚胎水平均具有较高的打靶精度。获得5只健康基因编辑羔羊。结论:本研究运用Anc BE4max碱基编辑器在细胞水平、孤雌激活胚胎中和体外受精胚胎中成功编辑哈萨克羊MSTN基因,获得5只健康基因编辑哈萨克羔羊,建立了一套由Anc BE4max系统介导的制备定点编辑MSTN基因哈萨克羊的技术方法,对其它大动物模型的开发具有借鉴意义。
其他文献
寒区水工隧洞往往存在着复杂的围岩多场耦合和衬砌冻胀问题。为解决寒区水工隧洞在低温作用下孔隙水相变引起的围岩和衬砌冻胀问题,依托新疆某水电站引水隧洞工程,结合现场监测、理论推导、数值模拟,基于现场温度监测结果,分别建立低温水热力耦合模型和水-冰相变条件下的围岩-衬砌冻胀模型,分析水-冰相变对耦合作用的影响和相变条件下的围岩冻胀特性,研究不同工况条件下衬砌物理场的变化规律,最后针对寒区隧洞存在的冻害现
在当今这样瞬息万变的时代中,培养出一种能够在未知情境中调动自身的知识、能力和心理资源从容应对并解决未知问题的核心素养人才已经成为世界各国的教育目标。为顺应时代发展的要求,我国在2016年正式提出中国学生发展核心素养的总体框架,自此,中国教育正式迈入核心素养的时代。2018年1月我国教育部发布了《普通高中生物学课程标准(2017年版)》并于2020年进行修订,提出生物学学科核心素养包括:生命观念、科
我国高中生物学的课程改革已进入新的阶段,最新颁布的2017年版《普通高中生物学课程标准》中提到,高中阶段的生物学课程要求学生“主动地参与学习,在亲历提出问题、获取信息、寻找证据、检验假设、发现规律等过程中习得生物学知识,养成科学思维的习惯,形成积极的科学态度,发展终生学习及创新实践能力”。然而,理论与实践的完美契合却并不容易。在实际教育教学的过程中,由于高中阶段的学习时间紧迫,学习科目多,学业任务
在读图时代的到来、新课程改革的推进、中国高考评价体系的构建、新人教版高中生物学教材面世的背景之下,读图能力是学生应具备的适应终身发展和社会需要的关键能力之一。本论文研究目的是调查当下高中生物学教学中学生读图能力培养的现状,并且提出切实可行的读图能力培养策略。一方面提升部分高中生物学教师对学生读图能力的认识以优化教学实践,另一方面深化生物学读图能力培养策略方面的研究,推动中学生物学教学的发展。本研究
《基础教育课程改革纲要(试行)》要求改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。为达到这一目的,许多研究者都致力于生物学实验教学的研究。生物学趣味实验是以兴趣驱动学习动机,在传统生物学实验教学的基础上,增添趣味性元素,体现为形式上的趣味性和内容上的趣味性,将自
猪流行性腹泻(PED)是由猪流行性腹泻病毒(PEDV)所导致的急性、高度传染性和严重致死性的肠道系统疾病。自英国于上世纪70年代首次发现PED以来,该病广泛蔓延于世界各地,对全球养殖业和农牧民造成了难以弥补的经济损失。追溯到本世纪初期,在PEDV疫苗的成功开发及广泛应用下,该病防治效果显著。2010年PED在我国多地风暴流行,基于经典毒株CV777和DR13制备的疫苗无法对仔猪起到有效的免疫保护作
牛病毒性腹泻(bovine viral diarrhea,BVD)属于一种牛病毒性腹泻病毒(bovine viral diarrhea virus,BVDV)所造成的急性、热性传染病。BVDV进入机体能够导致持续性感染以及免疫抑制的后果,且其持续对牛进行感染,会造成牛一直携带此病毒,同时还能够进行排出此种病毒,从而变为传染源,导致BVD的诊断以及防治存在较大的问题。随着近年来的发展,BVDV在我国
库尔勒香梨是新疆的特色果品,因其甘甜爽口、品质优良备受消费者青睐。目前香梨贮藏保鲜技术趋于成熟,但其耐贮性本质尚未得到深入的研究。为阐明库尔勒香梨表皮蜡质在不同温度和相对湿度环境中的变化规律及其与果实耐贮性的相关性,本研究以新疆特色果品库尔勒香梨为研究对象,测定香梨在常温(25℃,相对湿度40-45%、60-65%和80-85%)和冷藏(0±1℃,相对湿度50-55%、70-75%和90-95%)
阿合奇大蒜(Allium sativum)具有多种药理作用及功能,相比于普通大蒜,氨基酸和大蒜素含量更高,具有广泛的市场前景。但由于阿合奇大蒜中的水分含量高,贮存过程中容易发芽和腐败,导致其保质期缩短,造成了巨大的经济损失。目前对大蒜进行深加工已成为提升大蒜附加值最有效的方式。本研究以阿合奇大蒜为研究对象,对其进行深加工制备蒜片、腊八蒜及黑蒜,研究制备条件对大蒜产品质量的影响,优化大蒜产品的制备工
针对新疆生产建设兵团第七师耕地土壤养分序列时空异质性和预测问题,2016年10月-2017年12月用随机采样的方式在1km×1km网格内随机采样表层土壤样点(0~20cm),结合第一次全国土壤普查的结果,运用地统计方法、回归分析方法分析了该区土壤主要养分元素(有机质(SOM)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)、速效钾(AK))和微量养分元素(有效铁(AFe)、有效锰(AMn)、有效铜(ACu)、有效