转基因小鼠——生命科学研究的新体系

转基因小鼠(transgenic mice)是指其基因组中稳定地整合有以实验方法所导入的外源DNA的小鼠。由于它具有能够从空间和时间角度同时观察基因表达功能的独特优点,故可应用于生命科学中的许多领域。1982年,所谓超级小鼠(supermouse)在美国的诞生轰动了整个生物学界,许多科学工作者对此产     

hblf广泛表达转基因小鼠品系的建立及其组织形态学分析

人核受体hB1F是核受体超家族Ftz-F1亚家族的新成员,对其同源基因的研究提示它可能在生物体的胆固醇代谢平衡调节中有重要作用.在通过显微注射法获得携有hblf转基因的Founder小鼠后,各Founder小鼠分别与正常C57小鼠杂交,同一Founder小鼠经PCR鉴定阳性的F1代间再相互杂交建系.经F1,F2以及测交子代的分子鉴定,已成功完成了hblf广泛表达转基因小鼠品系的建立,同时也对建系小鼠做了初步的组织形态学分析.     

植物高纯度大分子量核DNA的快速、简便制备方法

大分子量DNA(Megabase-size)的制备是构建YAC(Yeast artificial chromosome),BAC(Bacterial artificial chromosome)等大分子量基因组文库的前提,是绘制大尺度物理图谱的基础,还可以应用于重复序列的宏观研究.但因DNA在制备过程中易被机械剪切和核酸酶消解,所以制备大分子量DNA是比较困难的.最初制备植物大分子量DNA是采用低熔点琼脂糖包埋原生质体的方法,但存在明显的不足:(Ⅰ)植物原生质体的培养费时、费力、费财;(Ⅱ)适应范围有限;(Ⅲ)细胞器DNA污染严重.随后出现的包埋纯化后完整细胞核的制备方法,虽然较好地克服了包埋原生质体方法的缺点,但其制备步骤仍然繁琐,制备的大分子量DNA与细胞残渣、酚类物质(例如苹果)、细胞器DNA及小分子量核DNA混在一起,严重地干扰后续的分子生物学分析与操作.为此,我们利用脉冲电泳技术探索和建立了完善的高纯度大分子量核DNA的制备方法,能有效地克服上述缺点.     

hb1f广泛表达转基因小鼠品系的建立及其组织形态学分析

人核受体hB1F是核受体超家族Ftz-F1亚家族的新成员, 对其同源基因的研究提示它可能在生物体的胆固醇代谢平衡调节中有重要作用. 在通过显微注射法获得携有hb1f转基因的Founder小鼠后, 各Founder小鼠分别与正常C57小鼠杂交, 同一Founder小鼠经PCR鉴定阳性的F1代间再相互杂交建系. 经F1, F2以及测交子代的分子鉴定, 已成功完成了hb1f广泛表达转基因小鼠品系的建立, 同时也对建系小鼠做了初步的组织形态学分析.     

核酸酶S1介导的缺失基因探针的富集

基因组DNA的递减杂交(genomic subtaction)是根据变性的DNA双链,在一定的条件下可以复性(再结合)的特性设计的,是分离缺失或扩增DNA片段的简单而有效的方法.Lamar等率先用来克隆了人Y染色体特异的基因探针.Kunkel等和Nussbaum等分别用该方法克隆了DMD(Duchenne muscular dystrophy)和脉络膜缺损(choroidermia)座位的探针.二者都是利用了X染色体上这两种疾病座位的大片段缺失,但对于一些小范围的缺失,如小于100kb,单纯的递减杂交就难以有效地富集这种缺失的DNA.     

新型核酸相减杂交用载体及其杂交效率

核酸分子杂交广泛用于特定序列的核酸的检验、纯化,尤其用于基因或其表达产物的分离、纯化和在基因组上的定位等方面.从各种组织和细胞系中选择群特异的(分化表达的)核酸种类的杂交,即相减杂交,它在肿瘤分子生物学和抗癌基因的研究中是一种非常重要的研究工具.目前使用的相减杂交技术都是在液相进行两群DNA,或一群DNA与另一群RNA(其中含待分离的群特异DNA的称为靶[target],而用于除去同源序列的DNA和RNA称为推动剂[driver])的杂交,使具同源序列的核酸形成杂合双链.然后用不同方法除去双链核酸,在溶液中留下未杂交的单链核酸.这些方法包括:(1)羟基磷灰石柱层析,(2)用生物素标记的推动剂去与靶杂交,再向反应液中加入链霉菌生物素结合蛋白,然后用酚抽提.然而,这两种方法存在的缺点妨碍了它们的使用,或者效率不高(如(1)),或者试剂价格较昂贵,步骤较多(如(2)).对-β-硫酸酯乙砜基苯胺(SESA)是活性染料合成的中间体,国内已大量生产.我们曾经用它制备过对-重氮苯砜乙基纤维素纸(DBSE纸)共价固定核酸进行固相杂交,取得了满意的结果.因此我们考虑用SESA作偶联剂,把推动剂共价固定在易于分离的高分子载体上,再与靶杂交.我们制备了对-氨基苯砜乙基葡聚糖凝胶(ABSE-Sephadex,固相载体)和对-氨基苯砜乙基糖原(ABS     

DNA甲基化对转基因表达的影响

DNA甲基化在调节真核生物基因表达过程中起着十分重要的作用。在植物转基因研究中，外源DNA甲基化往往易导致外源目的基因失活。利用农杆菌介导将β-葡糖醛酸酶基因（uidA)导入烟草，发现外源uidA基因在部分转基因植株中发生了基因失活现象。Northern杂交实验证实，基因失活的植株内检测不到外源uidA基因的转录产物，同时伴随着基因上游启动子区域的DNA甲基化现象。上述实验结果提示，转基因失活很可能是由于启动子区域甲基化引起的。     

hb1f广泛表达转基因小鼠品系的建立及其组织形态学分析

人核受体hB1F是核受体超家族Ftz-F1亚家族的新成员, 对其同源基因的研究提示它可能在生物体的胆固醇代谢平衡调节中有重要作用. 在通过显微注射法获得携有hb1f转基因的Founder小鼠后, 各Founder小鼠分别与正常C57小鼠杂交, 同一Founder小鼠经PCR鉴定阳性的F1代间再相互杂交建系. 经F1, F2以及测交子代的分子鉴定, 已成功完成了hb1f广泛表达转基因小鼠品系的建立, 同时也对建系小鼠做了初步的组织形态学分析.     

精原干细胞移植治疗不孕不育小鼠模型的初探

通过曲细精管显微注射法, 将从雄性FVB/NJ-GFP转基因小鼠睾丸内分离得到的精原干细胞注射进不孕不育动物模型—— BALB/c雄性裸鼠的睾丸曲细精管中, 对其生精现象进行了深入的分析. 为了进一步验证精原干细胞移植后的雄鼠重新获得生殖能力, 这些雄鼠被用于自然交配, 并以编码GFP荧光蛋白的cDNA为杂交探针, 用Southern Blot方法分析其后代小鼠的基因型. 实验结果表明, 作为移植受体的不孕不育BALB/c裸鼠是一种免疫缺陷性小鼠, 能较好地避免供体和受体之间的免疫排斥反应. 供体精原干细胞可以在68.33% (41/60)进行移植实验的受体小鼠睾丸内存活、迁移和增殖, 并在受体睾丸内腔中发育成成熟的精子, 有5只杂交后代小鼠的基因型呈现为GFP阳性. 本实验室建立了曲细精管显微注射技术, 并在利用精原干细胞移植治疗不孕不育小鼠的实验中获得了初步成功. 精原干细胞移植技术在探讨精子发生机理、重建不育个体的精子发生和恢复不育症患者的生育能力等方面有着重要的应用前景.     

转基因小鼠乳腺表达重组人溶菌酶

人溶菌酶是由130个氨基酸组成的碱性多肽, 具有抗菌、抗病毒和增强免疫力的功能, 对生物体的自身防御起着重要作用. 为研究乳腺生物反应器表达重组人溶菌酶和提高牛奶的免疫活性, 制备了以溶菌酶基因组序列为目标基因的表达载体的转基因小鼠模型. 经转基因小鼠的制备, 通过PCR和Southern blot 检测, 从83只出生小鼠中获得6只整合人溶菌酶融合基因的转基因小鼠. 对F1代小鼠的PCR检测表明外源基因可以遗传给后代. 在3只转基因阳性母鼠的乳汁中, 用Western blot方法可以检测到重组人溶菌酶的存在, 最高表达量达到0.2 mg/mL. 经活性检测, 转基因小鼠乳清的溶菌酶活性显著提高, 已达到人乳清溶菌酶活性的0.4倍, 而非转基因小鼠乳清具有极低的溶菌酶活性. 尽管转基因小鼠乳清中重组人溶菌酶活性还低于人乳清中溶菌酶活性, 但是转基因小鼠乳汁中的重组人溶菌酶与人溶菌酶具有相同的比活力. 为乳腺生物反应器表达重组人溶菌酶的研究和开发应用打下了坚实的基础.     

基因枪介导的HBsAg基因免疫

主动获得性免疫已经帮助人类彻底战胜了天花,并且大幅度降低了脊髓灰质炎和麻疹等多种疾病的发病率和死亡率,但是现行的亚单位疫苗至少有两点不足之处:(1)只能将病毒的一部分提供给免疫系统,免疫效果仍然不够理想,病毒感染(例如HIV等)仍然是造成人类残疾和死亡的主要因素之一.(2)亚单位疫苗采用蛋白质抗原,或者利用病毒做载体,制备复杂,成本高.因此人类面临开发新一代高效低成本疫苗的挑战.基因免疫(Genetic immunization)是基于裸露DNA转基因成功这一最新发现而发展起来的新的免疫技术,相应的疫苗称之为基因疫苗(Genetic vaccine).同亚单位疫苗相比,基因疫苗具有安全性高、免疫效果好、免疫作用持久和制备方便等优点,被誉为疫苗史上的革命.我们选用乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)开展基因免疫研究,通过基因枪介导将HBsAg表达质粒转入小鼠耳部,组织切片观察基因转入位点,测小鼠血清中特异抗体确定基因免疫效果.1 材料与方法1.1 实验材料带有人β-肌动蛋白启动子的表达载体由美国西南医学中心Johnston教授惠赠,HBsAg表达质粒由本研究室自由构建(图1).抗-HBs抗体检测采用上海生物制品所生产的试剂盒,C57BL/6和昆明小鼠购自中国科学院动物研究所,羊抗鼠IgG-HRP,由北京生物制品所生产.基因枪由清华大学生     

用多聚酶链式反应快速检测转化细胞中外源人凝血因子重Ⅸ cDNA

多聚酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)是利用人工合成的寡聚核苷酸引物和DNA多聚酶进行体外DNA扩增,这是近年迅速发展起来的分子生物学技术。这一技术已在基因诊断、突变检测、多态性研究和核苷酸顺序分析等方面得到应用。在基因转移和基因治疗中,常常有必要对转化细胞进行DNA分析,检测区分外源DNA和基因组DNA。常规用的方法不仅需要大量细胞,而且需要同位素标记的探针和Southern杂交,整个过程既麻烦又费时。本文介绍我们用PCR技术,对转有外源基因——人凝血因子IX cDNA的血友病B患者的原代皮肤成纤维细胞和其他转化细胞进行的直接检测和DNA分析。     

福兮?祸兮?转基因植物

近来,常常听到欧洲某国的人们拒绝接受转基因产品,并为此向政府提出抗议,要求禁止这类产品生产的消息。转基因到底是什么?它为什么会让人如此情绪激昂呢?下面就和大家谈一谈植物转基因技术。 植物体内的“异己分子” 转基因技术就是将外源基因(不是受体细胞本身具有的基因)设法导入受体细胞,使受体细胞获得外源基因所表征的特性。那么如何将外源基因转入植物细胞中呢?早先人们发现在土壤中的一种植物病原菌——土壤农杆菌能侵入植物的受伤部位,使植物产生瘤,而瘤的组织基因组中插入了农杆菌的基因。进一步研究发现,这种菌中有Ti质粒,它是一个闭合环状的双链DNA分子,该质粒上的一段DNA,称为T—DNA,它能转移并整合进植物基     

基于多功能纳米磁珠的DNA制备与基因分型

为了构建DNA样品制备芯片, 研发了一种以羧基修饰的磁性纳米粒子作为固相载体, 从全血、唾液和细菌培养基中快速提取基因组DNA并扩增靶基因的通用方法. 这种羧基修饰磁性纳米粒子不但可以从样品中富集靶细胞和从细胞裂解液中吸附DNA, 而且吸附在纳米磁珠表面的DNA可以不用洗脱而直接作为目标基因PCR扩增的模板, 从而通过功能集成简化了从靶细胞富集到靶基因扩增的全过程. 利用该方法实现了微量唾液样品中HLA基因的快速制备与扩增, 扩增产物与固定于寡核苷酸基因芯片上的16条探针杂交进行HLA基因分型, 取得了良好的效果. 由于该方法快速简便, 不使用有毒试剂和离心操作, 便于用以构建快速高通量的核酸制备微芯片.     

硫代磷酸型DNA片段的合成及其抗病毒作用初报

硫代磷酸型寡聚脱氧核苷酸(S-ODN)是一类DNA类似物.它除具有天然DNA的一些生物学性质(如杂交、水溶性、激活RNaseH和让细胞吞饮吸收)之外,还抗核酸内、外切酶的水解,是近年来颇受注意的反义DNA类似物.     

通过叶绿体基因工程表达聚3-羟基丁酸酯合成相关基因

构建了含phbB, phbA, phbC和aadA基因表达盒的叶绿体整合及表达载体, 通过基因枪轰击法转化烟草. 对具壮观霉素抗性的植株进行PCR和Southern等分析, 确证外源基因已整合到叶绿体基因组中, 同时测定了其同质化程度. Northern点杂交、RT-PCR分析结果表明, 叶绿体型转基因植株中目的基因在转录水平的表达明显高于核转化植株中相应基因, 并且未观察到基因沉默现象. 叶绿体型转基因植株还具有环境安全性好、底物丰富、产物区域化等优点, 表明叶绿体基因工程在转基因植物生产聚3-羟基丁酸酯(PHB)方面极具潜力.     

利用精原干细胞建立人凝血因子Ⅸ转基因小鼠

用玻璃针将Effectene^TM包裹的人凝血因子Ⅸ(hFⅨ)表达载体注入小鼠的曲精细管. 通过PCR和Southern印迹法对子代41只小鼠进行鉴定, 有2只小鼠的基因组中整合有hFⅨ基因表达框架, 整合率为4%(2/41). 通过ELISA方法在其中1只小鼠的血浆中检测到hFⅨ的表达, 表达量为4.6 ng/mL. 实验证明, 精原干细胞法是建立转基因动物的有效途径, 为乳腺反应器的研究提供了另一个技术手段. 同时也为通过生殖细胞途径治疗血友病B提供了新的选择.     

用精原干细胞移植技术制作转基因动物的研究前景

在生物科学、生物医学、畜牧业科学和生物反应器的研究中, 转基因动物是非常有用的工具. 然而, 最常用的制作转基因动物的方法, 如原核显微注射和核移植效率都非常低. 在最近10年中, 研究人员利用精原干细胞移植技术发明了一系列新方法. 其中的一些方法一旦与遗传修饰方法相结合, 就会形成一套制备转基因动物的新方法. 本文综述了与转基因动物制作相关的精原干细胞移植研究成果, 如精原干细胞移植技术、精原干细胞的冷冻保存方法、精原干细胞移植受体的准备、精原干细胞的长期增殖和传代培养、精原干细胞的遗传修饰及外源基因的遗传特性等, 描述了用精原干细胞移植技术制作转基因动物的一整套方法. 根据所用供体和受体的不同, 将这种新的转基因动物制作方法分为两类: 同种移植法和同体移植法. 这一研究领域的进展虽然迅速, 但是每一种方法仍然有潜在的困难有待于克服. 本文对这些新方法的优点和目前存在的问题进行了探讨.2     

21世纪中国的机遇和挑战：治疗性克隆、人类胚胎干细胞的相关胚胎生物技术的研究与开发

胚胎生物技术方兴未艾。转基因动物尤其是转基因小鼠是基础生物学和医学科学必不可少的研究模型，而利用转基因大动物(如牛羊猪)作为生物反应器在乳腺或其他外泌性器官中表达药用蛋白如人凝血因子-8等，可以提供用于人类治疗的药物蛋白的新的更有效的生产方式，有数百种药物蛋白可以使用这个方法生产。     

原子力显微镜研究包含偶氮苯的肽核酸与纳米颗粒标记DNA的杂交

包含偶氮苯单元的肽核酸(N-PNA)被组装在硅片表面, 然后金纳米颗粒标记的互补序列的DNA可以与其杂交. 通过原子力显微镜(AFM)成功检测了它们的杂交, 并且研究了偶氮苯单元在N-PNA中的位置及其顺反异构对N-PNA和DNA杂交的影响.