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利用CRISPR/Cas9技術(shù)產(chǎn)生肌肉特異表達(dá)Cas9的小鼠胚胎

2019-06-27 06:07:14李昊陳勝男李松美樸善花安鐵洙王春生
關(guān)鍵詞:囊胚同源胚胎

李昊,陳勝男,李松美,樸善花,安鐵洙,王春生

(東北林業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 動物發(fā)育研究室,哈爾濱 150040)

肌肉生長抑制素(myostatin,MSTN),是一種骨骼肌細(xì)胞自分泌蛋白,對肌肉生長發(fā)育具有負(fù)調(diào)控作用[1]。MSTN基因過量表達(dá)可導(dǎo)致動物或人肌肉萎縮,而MSNT基因突變或敲除可使動物肌肉量增加[2-4]。不過有研究表明,MSNT基因不僅在骨骼肌中特異性表達(dá),在胚胎、乳腺[5]、成體心臟、脂肪、腦[6]、肝[7]、肺、腎、舌、小腸以及骨髓中也檢測到MSTN mRNA存在。敲除MSNT基因后,雖然可以提高肌肉量的增加,但同時也存在影響個體發(fā)育甚至是致死等問題。對MSTN基因的研究,不僅可以獲得具有優(yōu)良性狀的禽畜,也可在醫(yī)學(xué)上為肌肉萎縮癥及有關(guān)疾病的改善和治療提供可能性。因此,如何避免MSTN基因研究中的副作用成為目前研究重點(diǎn)。

CRISPR/Cas9系統(tǒng)主要由Cas9核酸酶和sgRNA構(gòu)成,其中,sgRNA包含一段與靶點(diǎn)PAM序列(NGG)上游互補(bǔ)的序列,可引導(dǎo)Cas9結(jié)合到靶位點(diǎn)并發(fā)揮作用?;蚓庉嬤^程是通過內(nèi)源性的DNA雙鏈斷裂途徑,非同源末端連接(NHEJ)或同源定向修復(fù)(HDR)來實(shí)現(xiàn)。相比傳統(tǒng)技術(shù),CRISPR/Cas9具有設(shè)計(jì)操作簡單、成本低、特異性高和打靶效率高等優(yōu)點(diǎn),因此成為當(dāng)今熱門研究手段之一,靶向基因編輯已成為一種主流研究方法,在基因改造和構(gòu)建轉(zhuǎn)基因動物研究中被廣泛使用。近幾年,不斷有利用CRISPR/Cas9技術(shù)產(chǎn)生基因編輯動物的報(bào)道[8-10]。

為了建立肌肉特異表達(dá)Cas9小鼠動物模型,進(jìn)而研究成體水平上肌肉組織中MSTN的基因編輯。本研究,選取Rosa26作為編輯和打靶位點(diǎn),通過顯微注射構(gòu)建了Rosa26位點(diǎn)基因編輯小鼠,同時獲得了肌肉特異性表達(dá)Cas9蛋白的小鼠打靶胚胎,為后續(xù)產(chǎn)生肌肉特異表達(dá)Cas9蛋白小鼠動物模型奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)動物、菌株和載體

6~8周齡SPF級雌性ICR小鼠200只,體重25~30 g,購于遼寧長生生物技術(shù)股份有限公司【SCXK(遼)2015-0001】;8周齡SPF級雄性B6D2F1小鼠10只,體重30~35 g,購于北京維通利華實(shí)驗(yàn)動物技術(shù)有限公司【SCXK(京)2016-0006】。飼養(yǎng)于東北林業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院SPF實(shí)驗(yàn)動物室【SYXK(黑)2015002】。飼養(yǎng)環(huán)境:晝夜各12 h交替,溫度22~25℃,濕度35%~45%。飼養(yǎng)期間給予小鼠標(biāo)準(zhǔn)飼料及潔凈飲用水。所有操作均符合實(shí)驗(yàn)動物倫理學(xué)要求。

大腸桿菌DH5α感受態(tài)細(xì)胞購于北京全式金生物技術(shù)有限公司。pMD19-Simple載體購于寶生物工程(大連)有限公司,pMD19-SP和px459載體為實(shí)驗(yàn)室自存載體。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑

Endo-free Plasmid Mini Kit II(Omega,D6950-01),Gel Extraction Kit(CWBIO,CW2302M),GeneJET Genomic DNA Purification Kit(Thermo,K0721),TranscriptAid T7 High Yield Transcription Kit(Thermo,K0441),TrueCut Cas9 Protein v2(Invitrogen,A36497),QuickExtract(Lucigen,QE0905T),限制性內(nèi)切酶(Promega),Taq酶(TAKARA),DNA分子量標(biāo)記Marker(TianGen),其他試劑如無特殊說明均購于Sigma公司。

1.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器

梯度PCR儀(Bio-Rad,美國),分光光度計(jì)(Thermo,NanoDrop 2000,美國),拉針儀(Narishige,PN-30,日本),鍛熔儀(Narishige,MF-900,日本),顯微操作儀(Eppendorf,TransferMan NK2,德國),倒置熒光顯微鏡(Carl Zeiss,Axiovert 200,德國),CCD成像系統(tǒng)(Nikon,DS-Fi1,日本)。

1.2 方法

1.2.1 小鼠Rosa26基因sgRNA的設(shè)計(jì)與獲得

(1)sgRNA的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)Rosa26位點(diǎn)sgRNA,上游引物mRosa26-gRNA-PCRF,下游引物mRosa26-gRNA-universal-PCRR,引物序列詳情見表1,引物送哈爾濱睿博興科生物技術(shù)有限公司公司合成。

(2)退火形成雙鏈DNA

反應(yīng)組成:mRosa26-gRNA-PCRF(10 μmol/L)2.5 μL, mRosa26-gRNA-universal-PCRR(10 μmol/L)2.5 μL,2×Premix LA Taq 25 μL,ddH2O 20 μL,反應(yīng)體系:50 μL。退火條件:98℃ 2 min;98℃ 10 s、53℃ 20 s、72℃ 30 s、20個循環(huán);72℃ 5 min。

(3)sgRNA的體外轉(zhuǎn)錄

反應(yīng)組成:雙鏈DNA 5 μL,5× reaction buffer 4 μL,GTP solution 2 μL,UTP solution 2 μL,CTP solution 2 μL,T7 RNA polymerase mix 2 μL,補(bǔ)加RNase-free H2O到20 μL,反應(yīng)體系:20 μL?;靹蚝螅?7℃孵育6 h,然后加DNase Ⅰ 1 μL,37℃孵育15 min;純化,分裝,-80℃保存。

1.2.2 sgRNA和Cas9蛋白的體外酶切驗(yàn)證

(1)小鼠Rosa26基因靶DNA的擴(kuò)增

引物為上游mRosa26-Xba-F1和下游mRosa26-Xba-R1,引物序列詳情見表1。反應(yīng)組成:基因組DNA 1 μL(50 ng),mRosa26-Xba-F1 0.5 μL,mRosa26-Xba-R1 0.5 μL,2×LA Mix 10 μL,補(bǔ)加ddH2O 到20 μL,反應(yīng)體系:20 μL。擴(kuò)增條件:98℃ 5 min;98℃ 30 s、58℃ 30 s、72℃ 30 s、35個循環(huán);72℃ 7 min。

(2)sgRNA和Cas9蛋白的體外酶切

將80 ng的Rosa26靶DNA模板和150 ng的Cas9蛋白混合,37℃孵育30 min,加200 ng sgRNA,1 μL NEB Buffer 3和1 μL 10 mmol/L BSA,混合均勻,37℃下作用1.5 h,酶切后進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳,驗(yàn)證酶切效果。

1.2.3 小鼠Rosa26位點(diǎn)肌肉特異性同源打靶載體的構(gòu)建

(1)SP-px459載體構(gòu)建

采用限制性內(nèi)切酶KpnI和AgeI對pMD19-SP和px459載體進(jìn)行酶切,將回收的SP啟動子和去除CMV啟動子的px459載體大片段連接,構(gòu)建SP-px459載體。

(2)SP-px459載體的PCR擴(kuò)增

設(shè)計(jì)引物T-MluI-SP-F和T-BstBI-R,并在上下游引物兩端引入與Donor載體酶切位點(diǎn)兩側(cè)同源的15 bp序列,引物序列詳情見表1。反應(yīng)組成:SP-px459 3 μL、T-MluI-SP-F 3 μL、T-BstBI-R 3 μL、2× Premix LA Taq 50 μL、ddH2O 41 μL,反應(yīng)體系:100 μL。反應(yīng)條件:98℃ 1 min;98℃ 10 s、65℃ 30 s、72℃ 7 min、30個循環(huán);72℃ 5 min。

(3)同源臂載體的酶切

使用限制性內(nèi)切酶MluI和BstBI對小鼠ROSA26 Safe Harbor 基因敲入試劑盒中的DC-DON-SH02 ROSA26(Donor)載體,進(jìn)行酶切,膠回收大片段,并置于-20℃?zhèn)溆谩?/p>

(4)Donor-SP-px459載體的構(gòu)建

取上述PCR膠回收產(chǎn)物40 ng,Donor酶切回收產(chǎn)物50 ng,加1 μL Exnase II,2 μL的5 × CE II Buffer,補(bǔ)加ddH2O到10 μL,進(jìn)行同源重組連接。

1.2.4Rosa26位點(diǎn)基因編輯小鼠胚胎的獲得

選擇6~8周大性成熟的雌性ICR小鼠,間隔48 h分別注射10 IU的PMSG和hCG,并與雄性B6D2F1小鼠合籠,見栓小鼠采用輸卵管灌流收集原核期胚胎,隨后采用原核注射方式將Rosa26 sgRNA和Cas9蛋白注射到受精卵的雄原核,隨后觀察胚胎的卵裂和囊胚發(fā)育情況。

1.2.5Rosa26位點(diǎn)基因編輯小鼠胚胎的鑒定

(1)囊胚收集處理

收集注射后囊胚加入快速DNA提取試劑,每10 μL裂解液放入1枚囊胚。隨后進(jìn)行變性處理,變性程序:68℃ 6 min、98℃ 2 min。

(2)兩輪PCR擴(kuò)增

以變性后的DNA作為模板,以mRosa26-Xba-F1和mRosa26-Xba-R1為引物,進(jìn)行兩輪PCR。一輪PCR反應(yīng)組成:胚胎裂解液10 μL,mRosa26-Xba-F1 0.3 μL,mRosa26-Xba-R1 0.3 μL,2×Premix LA Taq 10 μL,反應(yīng)體系:20.6 μL。二輪PCR反應(yīng)組成:一輪PCR產(chǎn)物5 μL,mRosa26-Xba-F1 0.3 μL,mRosa26-Xba-R1 0.3 μL,2×Premix LA Taq 10 μL,ddH2O 4.4 μL,反應(yīng)體系:20 μL。PCR 反應(yīng)條件為:98℃ 3 min;95℃ 30 s、58℃ 30 s、72℃ 45 s、30個循環(huán);72℃ 7 min。

1.2.6Rosa26位點(diǎn)基因編輯小鼠的制作

原核注射后,將發(fā)育到囊胚階段的小鼠胚胎,以每側(cè)7~8枚的數(shù)量,通過子宮移植的方法,移植到同步發(fā)情的3.5 d或2.5 d受體母鼠子宮,待其生產(chǎn)。

1.2.7Rosa26位點(diǎn)基因編輯小鼠的鑒定

取出生4周小鼠尾尖,提取小鼠尾尖DNA,以mRosa26-Xba-F1和mRosa26-Xba-R1為引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增,反應(yīng)組成和擴(kuò)增條件見1.2.2。PCR產(chǎn)物送生物公司進(jìn)行測序。

1.2.8Rosa26位點(diǎn)肌肉特異性打靶胚胎的獲得

采用1.2.4方法收集小鼠原核期胚胎,同樣采用原核注射方式將同源打靶載體Donor-SP-px459以質(zhì)粒的形式與Rosa26 sgRNA和Cas9蛋白一起注射到受精卵的雄原核中,隨后觀察胚胎的卵裂和囊胚發(fā)育情況。

1.2.9Rosa26位點(diǎn)肌肉特異性打靶胚胎的鑒定

使用小鼠ROSA26 Safe Harbor 基因敲入試劑盒提供的通用鑒定引物3’-Poly(A)-F和3’-Poly(A)-R對打靶載體的整合情況進(jìn)行鑒定,引物序列詳情見表1。兩輪PCR反應(yīng)組成和反應(yīng)條件同1.2.5。

表1 引物序列Table 1 Primer sequences

2 結(jié)果

2.1 靶DNA擴(kuò)增和sgRNA體外酶切驗(yàn)證

擴(kuò)增的小鼠Rosa26基因靶DNA大小約為600 bp,通過瓊脂糖凝膠電泳,在600 bp左右可以觀察到條帶,說明擴(kuò)增成功(圖1A)。sgRNA和Cas9蛋白對靶DNA酶切后產(chǎn)生的條帶大小約200 bp和400 bp,通過瓊脂糖凝膠電泳,結(jié)果顯示,在體外酶切驗(yàn)證體系中同時加入sgRNA和Cas9蛋白,電泳后可在約200 bp和400 bp處觀察到條帶,說明酶切成功(圖1B),而未加入sgRNA和Cas9或單獨(dú)加入sgRNA或Cas9蛋白時未觀察到特定條帶出現(xiàn)。

注:A,Rosa26靶DNA PCR產(chǎn)物瓊脂糖凝膠電泳圖;M,Marker I DNA ladder;1,陰性對照;2,PCR產(chǎn)物。B,Rosa26靶DNA體外酶切驗(yàn)證瓊脂糖凝膠電泳圖;1,陰性對照;2,sgRNA+Cas9;3,sgRNA;4,Cas9;M,Marker I DNA ladder.圖1 Rosa26靶DNA PCR產(chǎn)物和sgRNA體外酶切驗(yàn)證瓊脂糖凝膠電泳圖Note. A. Agarose gel electrophoresis result of Rosa26 target DNA PCR product. M, Marker I DNA ladder. 1, Control. 2, PCR product. B. Agarose gel electrophoresis results of sgRNA in vitro cleavage assay products. 1, Control. 2, sgRNA + Cas9.3, sgRNA. 4, Cas9.M, Marker I DNA ladder.Figure 1 Results of agarose gel electrophoresis of Rosa26 target DNA PCR and sgRNA in vitro cleavage assay products

2.2 肌肉特異表達(dá)同源打靶載體的構(gòu)建

構(gòu)建的SP-px459載體的PCR產(chǎn)物大小約為5000 bp,通過瓊脂糖凝膠電泳,可以在約5000 bp左右觀察到條帶出現(xiàn),說明載體構(gòu)建成功(圖2A)。構(gòu)建的同源打靶載體Donor-SP-px459的大小約為13 000 bp左右,瓊脂糖凝膠電泳后,在約13 000 bp處觀察到條帶,說明載體構(gòu)建成功(圖2B)。

注:A,SP-px459的PCR產(chǎn)物;M,DL 5000 Plus marker;1,陰性對照;2,PCR產(chǎn)物。 B,Donor-SP-px459載體的瓊脂糖凝膠電泳圖;M,DL 2503 marker;1,Donor-SP-px459載體;2,陰性對照。圖2 SP-px459 PCR產(chǎn)物和Donor-SP-px459的載體構(gòu)建Note. A. PCR products of SP-px459. M, DL 5000 Plus. 1, Control. 2, PCR Products. B. Agarose gel electrophoresis of donor-SP-px459 vector. M, DL 2503 marker. 1, Donor-SP-px459 vector. 2, Control.Figure 2 PCR products of SP-px459 and vector construction of donor-SP-px459

2.3 小鼠Rosa26基因編輯胚胎的獲得

注射了Rosa26的sgRNA和Cas9蛋白的胚胎可以正常卵裂并可發(fā)育到囊胚階段(圖3)。在挑取了94個原核時期胚胎進(jìn)行注射后,有85個胚胎存活,有9枚胚胎在注射后發(fā)生崩解;注射后觀察細(xì)胞卵裂情況,其中有78枚胚胎分裂形成二細(xì)胞,卵裂率為91.8%;分裂后的胚胎最終由40枚發(fā)育到囊胚,囊胚率為51.3%。注射后得到的囊胚(圖4A),經(jīng)PCR擴(kuò)增,電泳后,20個囊胚中有19個出現(xiàn)了特異性擴(kuò)增條帶(圖4B);測序結(jié)果顯示,在測序的6個樣品中有1個發(fā)生了基因缺失編輯(圖4C,4D)。

圖3 注射Rosa26 sgRNA/Cas9后小鼠胚胎發(fā)育過程(×200)Figure 3 Process of embryos development after Rosa26 sgRNA/Cas9 microinjection(×200)

注:A,合子注射后形成的囊胚。B,囊胚PCR產(chǎn)物。C,序列比對結(jié)果。D,測序峰圖結(jié)果。圖4 小鼠Rosa26基因編輯胚胎的鑒定Note. A, Blastocysts formed after zygotic injection. B, PCR products of blastulae. C, Sequence alignment. D, Sequencing peak map.Figure 4 Identification of mouse Rosa26 gene edited embryos

2.4 Rosa26基因編輯小鼠的獲得

采用子宮移植的方法,將96枚注射后的囊胚移植到同步發(fā)情的6只受體體內(nèi),其中4只沒有觀察到妊娠反應(yīng),最終有1只產(chǎn)下3只小鼠(圖5A)。鼠尾DNA,PCR擴(kuò)增后經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測,在600 bp左右出現(xiàn)目的條帶(圖5B),測序結(jié)果顯示,其中一只小鼠的Rosa26位點(diǎn)發(fā)生了點(diǎn)突變(圖5C,5D)。

注:A,胚胎移植和獲得的后代。B,基因組PCR產(chǎn)物電泳圖;1~3:移植后產(chǎn)生的后代。C,序列比對結(jié)果。D,測序峰圖結(jié)果。圖5 Rosa26基因編輯小鼠的鑒定Note. A, Embryo transfer and acquired offsprings. B, Electropherogram of genomic PCR identification products, lane1~3, offsprings after embryo transfer. C, Sequence alignment. D, Sequencing peak map.Figure 5 Identification of Rosa26 gene edited mice

2.5 肌肉特異表達(dá)Cas9蛋白小鼠胚胎的獲得

打靶載體Donor-SP-px459與Rosa26 sgRNA和Cas9蛋白聯(lián)合注射后,胚胎可以正常卵裂并可發(fā)育到囊胚階段(圖6)。注射打靶載體Donor-SP-px459的胚胎的卵裂率為87.1%,囊胚率為27.8%。注射了Donor-SP-px459的胚胎中未見有熒光(圖7)。注射了打靶載體的胚胎,PCR擴(kuò)增后,經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測,在約1400 bp大小處擴(kuò)增出特異性條帶(圖8),說明同源打靶載體已成功整合到打靶位點(diǎn)。

圖6 注射打靶載體Donor-SP-px459后小鼠胚胎發(fā)育過程(×200)Figure 6 Process of embryos development after Donor-SP-px459 microinjection(×200)

圖7 注射打靶載體后胚胎熒光蛋白表達(dá)情況Figure 7 Expression of fluorescent protein after microinjection of targeting vector into the embryos

注:1,DL 2000 Marker。2~4,注射打靶載體胚胎PCR產(chǎn)物。圖8 注射打靶載體胚胎的PCR鑒定Note. 1, DL 2000 marker. 2~4, PCR identification products of embryos injected with targeting vectors.Figure 8 PCR identification of embryos injected with targeting vectors

3 討論

由工程化核酸酶引發(fā)的DNA雙鏈斷裂(double-strain break,DSB)被認(rèn)為是產(chǎn)生定向突變的強(qiáng)有力工具,例如鋅指核酸酶(ZFN)和轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物核酸酶(TALEN)等[11-12],不過CRISPR/Cas9的出現(xiàn),為基因的定點(diǎn)修飾提供了一個更加簡單有效的方法[13-14]。相比于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)基因手段使用外源基因進(jìn)行原核注射的方式生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動物帶來的整合位點(diǎn)和拷貝數(shù)不確定等問題,工程化核酸酶系統(tǒng)可以在基因靶位點(diǎn)上產(chǎn)生精準(zhǔn)突變。Rosa26位點(diǎn)最初是由基因誘捕載體Rosaβ-geo與26號轉(zhuǎn)染ES細(xì)胞發(fā)生整合而被發(fā)現(xiàn)[15]。并被廣泛用于基于ES細(xì)胞的基因打靶操作。該基因位于小鼠基因組的第6號染色體上,由3個外顯子組成,可在所有細(xì)胞類型和發(fā)育階段實(shí)現(xiàn)廣泛表達(dá)。Rosa26的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是一種非編碼、非必需的核RNA,不會翻譯成為蛋白質(zhì)[16]。也因此,Rosa26基因位點(diǎn)被稱為“安全港”,常被用做外源基因整合位點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)常規(guī)和條件性的基因表達(dá)。近幾年,不斷有利用Rosa26位點(diǎn)生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動物的報(bào)道出現(xiàn)[17-18]。本研究同樣也采用了Rosa26位點(diǎn)作為基因打靶的位點(diǎn)。在CRISPR/Cas9體系中sgRNA的設(shè)計(jì)是基因編輯成功的關(guān)鍵,因此通常在注射之前,需要先在體外對靶DNA位點(diǎn)進(jìn)行酶切來檢驗(yàn)sgRNA可用性和Cas9蛋白的活性,本研究中設(shè)計(jì)構(gòu)建的Rosa26的sgRNA的體外酶切實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,體外轉(zhuǎn)錄的sgRNA可以正常發(fā)揮編輯作用,可用于后續(xù)實(shí)驗(yàn),在此基礎(chǔ)上,我們進(jìn)行了顯微注射,并先后得到了Rosa26位點(diǎn)的基因編輯胚胎和定點(diǎn)突變小鼠,從而初步建立了基于CRISPR/Cas9的基因編輯體系,驗(yàn)證了整個體系的有效性。

組織特異性表達(dá)外源基因在研究基因功能、細(xì)胞分化和再生醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有重要作用,通過制備轉(zhuǎn)基因動物產(chǎn)生組織特異性動物模型是常用的研究方法之一。組織特異性啟動子可以帶動外源基因在特定組織中表達(dá),因此,通過Rosa26位點(diǎn)打靶敲入肌肉特異性表達(dá)的CRISPR/Cas9載體,就可以實(shí)現(xiàn)在肌肉組織中特異表達(dá)Cas9蛋白,為后續(xù)產(chǎn)生肌肉特異性表達(dá)Cas9的動物模型及相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。常用的骨骼肌特異性啟動子有α-actin啟動子和合成肌肉啟動子(synthetic muscle promoters SP),其中,α-actin啟動子在非骨骼肌細(xì)胞中沒有活性,其組成結(jié)構(gòu)包含E-box和SRE調(diào)控區(qū),可以被IGF-I和MyoG直接或間接的激活;1999年,Li等[19]根據(jù)骨骼肌α-actin的結(jié)構(gòu)特性,對肌肉增強(qiáng)子進(jìn)行分析并利用順式作用元件和作用調(diào)控因子相對位置,人工設(shè)計(jì)了表達(dá)效率遠(yuǎn)高于天然肌源性啟動子和病毒啟動子的啟動子序列-合成肌肉啟動子SP。SP啟動子由SRE、TEF-1、MEF-1和MEF-2等4種作用序列元件組成,由于這些元件的存在使得SP在已分化的肌肉組織中的轉(zhuǎn)錄能力得到極大增強(qiáng)。在研究室前期工作中,我們?nèi)斯ず铣闪薙P啟動子并連接到了克隆載體,在本研究中,我們將SP啟動子與切除了CMV啟動子的px459載體連接,隨后又通過PCR和同源重組的方法將核心序列與同源臂載體Donor載體連接,并獲得肌肉特異性的同源打靶載體Donor-SP-px459,通過顯微注射,最終獲得了小鼠肌肉特異性打靶胚胎,同時進(jìn)行了胚胎移植,但暫時未成功獲得打靶個體。本研究中,注射了同源打靶載體的胚胎,每6個囊胚中就有1個胚胎發(fā)生整合,整合效率達(dá)到了16.7%。這可能與同源臂大小的選擇和商業(yè)化蛋白的使用有關(guān)。以往研究中,同源臂的大小一般幾百到幾千大小都有被使用的報(bào)道,但最近有報(bào)道稱同源臂在800 bp左右時打靶效率最高[20],為此我們也采用了800 bp的同源臂來構(gòu)建打靶載體;此外,其他類似研究中多采用Cas9 mRNA和sgRNA的組合進(jìn)行,本研究是采用商業(yè)化的Cas9蛋白進(jìn)行的。

雖然通過基因敲除可以獲得MSNT基因突變個體,但由MSTN基因缺失所導(dǎo)致的問題和不確定性尚未被解決,尤其是涉及到基因編輯動物的生物安全性問題。因此,如何在充分利用MSTN特性來獲得優(yōu)良性狀的同時,又能兼顧生物安全性產(chǎn)生理想個體,是當(dāng)下研究的方向和重點(diǎn)。因此,接下來我們將在現(xiàn)有打靶胚胎的基礎(chǔ)上,通過胚胎移植獲得肌肉特異表達(dá)Cas9的小鼠,并嘗試在成體水平上通過病毒攜帶等方式實(shí)現(xiàn)對小鼠MSTN基因的編輯,從而達(dá)到使小鼠肌肉量增加的目的。

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一氧化氮在小鼠囊胚發(fā)育和孵化中的調(diào)控作用
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