基于PGC操作的“荧光凋亡正负筛选”策略的高效基因打靶技术的初步研究

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原始生殖细胞(Primordial germ cells,PGCs)最终发育成精子和卵子并将遗传信息传递给下一代,因此为研究遗传操作提供了一种理想的细胞类群。同源重组(Homologous recombination,HR)是精细遗传编辑中最有效的技术手段,然而效率在脊椎动物中很低。利用斑马鱼作为体内模型,本研究旨建立基于PGC操作和“荧光凋亡正负筛选”策略的高效基因打靶技术。  首先,我们通过将UAS:mRFP-nos1载体显微注射到Tg(kop: KalTA4)转基因胚胎中标记PGCs来建立转基因品系。结果表明,筛选PGCs特异mRFP表达胚胎的方法能够相对提高转基因生殖系传递效率。  随后,我们建立了PGCs中HR效率评估体系,并且证明抑制DNA ligaseⅣ(Lig4)和Xrcc6(曾用名Ku70)的活性不但在全胚胎水平而且在PGCs水平都能够显著提高HR的效率。  最后,我们着手在斑马鱼socs3a基因位点建立基因打靶技术平台,依次设计三种基因打靶策略。在“启动子捕获”打靶策略中,我们证实打靶载体设计有效。然而,筛选得到的嵌合体胚胎的PGCs不一定发生基因打靶事件,增加了后代筛选难度。在验证了“荧光凋亡正负筛选”策略可行后,我们尝试在PGCs水平进行基因打靶技术研究。在“荧光正筛选”基因打靶策略中,我们未能在F1代检测到预期的基因打靶产物,表明“凋亡负筛选”因子是必要的。最终,在“荧光凋亡正负筛选”基因打靶策略中,我们从1200颗胚胎中找到3颗表达PGC特异mRFP的胚胎;同时检测到基因打靶在全胚胎水平的效率是10%。至此,基因打靶技术初步建立,相关研究仍在继续中。  综上所述,我们认为Tg(kop:KalTA4)转基因品系是研究HR介导的基因打靶技术的一个很好的平台。并且,结合“荧光凋亡正负筛选”基因打靶策略,我们初步建立了一个有效基因打靶技术平台。
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