泌乳相关染色质开放位点的鉴定及其对外源基因敲入效率和表达的影响

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31802061
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1704.畜禽繁殖学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Goat mammary gland bioreactor has unique advantages and wide application prospect for large-scale production of exogenous recombinant protein with bioactivity. However, exogenous gene integration is inefficient, and the expression quantity of inserted genes is susceptible to the neighboring chromatin structure which severely plague the research and promotion of this technique. Our previous studies showed that chromatin structure affects the recognition and binding of Cas9 to the livestock genome DNA. Besides, the insertion rate in active locus was generally higher than the inactive locus for the same exogenous gene. On the basis of these findings, this project will obtain several lactation related chromatin accessible target sites through ATAC-seq on the mammary epithelial cells at the lactation and non-lactation period. Furthermore, CRISPR/Cas9 system will be used to explore the influence of chromatin accessibility at target site to the nuclease activity, genome-wide off-target effects, knock-in efficiency, and the expression quantity of inserted gene. Thus, the relevance between chromatin accessibility at target site and the Cas9 induced DNA double strand break and further homologous directed repair will be clarified. These results will be favor to improve the gene target system in livestock, and provide theoretical support for enhancing the efficiency of transgenic goat mammary gland bioreactor production.
山羊乳腺生物反应器对于大规模生产具有生物活性的重组蛋白具有独特优势与广阔应用前景。然而,外源基因整合效率低下且插入基因的表达易受附近染色质结构的影响,严重限制了该技术的研究推广。前期研究表明染色质结构会影响Cas9蛋白对家畜基因组DNA的结合,且外源基因在活跃表达的基因间区域的插入效率一般高于非活跃区域。因此,本项目拟通过对泌乳期和干奶期山羊乳腺上皮细胞进行ATAC-seq,鉴定出多个泌乳相关的染色质开放性打靶位点,并进一步利用CRISPR/Cas9系统,探究泌乳相关染色质开放位点对于Cas9核酸酶活性、全基因组脱靶效应、外源基因敲入效率和插入基因乳腺特异性表达量的影响。进而揭示打靶位点染色质可接近性与同源重组修复途径及外源基因稳定高效表达间的相关性,为改进家畜基因打靶系统,提高转基因羊乳腺生物反应器制备效率提供理论支持。

结项摘要

乳腺生物反应器是生产具有生物活性的重组蛋白的理想反应器,具有广阔的应用前景,其关键在于外源基因的高水平表达和稳定整合。该项目描述了一种鉴定外源基因整合位点以增强转基因表达的方法。结合ATAC-seq和RNA-seq来筛选奶山羊泌乳期乳腺上皮细胞染色质特异性开放的区域,并利用CRISPR/Cas9将人溶菌酶基因整合到4个不同的开放区域。通过比较在不同打靶位点插入基因的表达水平,筛选出有利于转基因表达的整合位点。研究结果表明,打靶位点的染色质开放性与基因插入效率成正相关,且将外源基因整合到宿主细胞高开放的染色质区域可以有效提高转基因的表达水平。在此基础上,利用HMEJ介导的同源重组修复以及内源性启动子启动筛选标记的方法,极大地提高了外源基因的插入效率。该研究将为改进家畜基因打靶系统,提高转基因羊乳腺生物反应器制备效率提供技术支持。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)

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其他文献

CRISPR/Cas9基因编辑技术在家畜中的应用研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    动物医学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王彤;高元鹏;韩 静;张景程;李喜和;何婷依;曹贵方
  • 通讯作者:
    曹贵方
General type PiggyBac transposon transgenosis carrier and preparation method thereof
通用型PiggyBac转座子转基因载体及其制备方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡广东;张涌;王静;余源;高元鹏
  • 通讯作者:
    高元鹏

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SP110基因可变剪接调控奶牛结核病抗性的功能研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
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    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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