建立青鳉囊胚移植技术开辟鱼类异体生殖的新途径

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31672700
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1909.养殖与渔业工程学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Surrogate production (SP) is an emerging novel reproductive technology, referring to the production of progeny from one organism called donor by another called surrogate host. The best example is the production of rainbow trout by salmon. SP has great potentials for rapid breeding and conservation biology in fish and shellfish and attracts increasing interest. Current SP approaches include germ cell transplantation into the blastula embryos and fry or into gonads, which has led to varying extents of success. Blastulas are easy and robust for cell transplantation; and foreign BECs and PGCs after blastula transplantation (BT) are capable of migrating into the gonad and gamete production in adulthood. The BT approach is particularly well-suited for fish as a large number of embryos are easily available in many of these organisms. Our previous results showed that medaka blastula cells and cultured primordial germ cells (PGCs) can give rise to germline chimeras upon being transplanted into blastula embryos. In addition, knock down of medaka dnd by morpholino (MO) injection resulted in complete loss of primordial germ cell (PGC), whereas over expression of dnd by RNA injection significantly increased the number of PGC. This proposal aims to develop medaka blastula transplantation (BT) as a novel SP approach in fish. We will make use dnd MO PGC-free blastula as host for germline replacement and donors are: (1) blastula embryo cells (BECs) with dnd overexpression to greatly boost PGCs; (2) primordial germ cells (PGCs) from developing embryos and (3) Spermatogonail stem cells (SSCs) from the testis. We will further investigate the molecular mechanisms of donor derived germ cells development in allogeneic recipients. In this study, we will establish SP by BT in medaka, this technology will open up new avenues of research in genetic breeding and restoration and reproduction of endangered species in close relatives.
异体生殖是一种新兴的繁殖技术,它是由受体产生供体的后代,如以鲑鱼产生虹鳟。异体生殖在动物特别是鱼贝类的快速繁育和保护生物学中有着广阔的应用前景,吸引了众多学者的关注。异体生殖的方法包括:生殖细胞移植到囊胚胚胎、小鱼或成鱼性腺。鱼类大量产卵,特别适合以囊胚为受体开展细胞移植研究。我们的研究发现,青鳉的囊胚细胞或培养的原始生殖细胞,移植到青鳉囊胚能形成生殖细胞嵌合体。此外,敲降青鳉dnd基因导致原始生殖细胞完全缺失,而过表达dnd则显著增加原始生殖细胞的数目。本项目旨在研究青囊胚移植,开辟鱼类异体生殖的新方法。具体方法是:以dnd敲降而缺失原始生殖细胞的囊胚为受体,以过表达dnd的囊胚细胞,原始生殖细胞和生殖干细胞为供体。优化囊胚移植参数和条件,在青鳉实现生殖细胞置换的异体生殖,并探讨生殖细胞在受体体细胞环境发育和分化的机制。本项目的实现,将为水产遗传育种和濒危种质资源的保护和恢复提供基础。

结项摘要

生殖细胞移植介导的异体生殖技术是一种细胞工程育种新技术,在繁殖困难、繁殖周期长或者濒危物种中具有广阔的应用前景。我们在青鳉中,以过表达dnd增加原始生殖细胞数目的囊胚细胞为供体,以敲降dnd而导致缺失原始生殖细胞而不育的囊胚胚胎为受体,得到了全是来自供体的后代,实现了囊胚细胞移植介导的借腹怀胎技术。我们接着开展了不同种间的生殖细胞移植研究,以日本青鳉精巢中分离的精原细胞为供体,移植到不育的西里波斯青鳉小鱼受体,移植的生殖细胞能迁移到受体的性腺。我们以模式鱼青鳉鱼为工具,将其建立的成熟技术应用到经济鱼类的遗传育种中。我们建立了长江刀鱼的精巢体细胞系,该细胞系表达体细胞标记基因,不表达生殖细胞标记基因,将该细胞系和青鳉精原干细胞混合培养,在体外能诱导后者分化形成精子;此外我们还建立了马口鱼的精原干细胞系,该细胞系仅表达生殖细胞相关基因和干细胞标记基因,不表达性腺体细胞标记基因。这2种经济鱼类细胞系的建立,为将来开展经济鱼类的生殖细胞移植和诱导分化研究奠定了基础。. 我们同时开展了鱼类生殖发育相关的miRNA和相关基因的表达和功能研究。我们获得了青鳉的性腺表达miRNAs库,并验证了雌雄性腺差异表达的miRNAs和其靶基因;我们发现青鳉的igf1和igf3基因在性腺生殖细胞和体细胞都有表达,其共定位表达能区分2种不同的卵巢膜细胞;我们证明了sox3和gcnf基因是精子细胞的拟染色小体组成部分;我们研究了性别决定基因sox3和foxl2的表达模式;我们发现过表达bucky ball基因影响原始生殖细胞的数目;敲降oct4能影响胚胎眼、脑中枢神经的发育和血管的发生。我们还研究了经济鱼如梅童鱼和长江刀鲚的生殖细胞标记基因,以便将来开展它们的生殖细胞培养和移植的研究。例如,梅童鱼的vasa基因的3’UTR能标记青鳉胚胎的原始生殖细胞,长江刀鱼的boule和dazl基因具有差异明显的表达模式,dazl基因在卵巢的巴尔氏小体有表达,而boule没有表达。我们还和其他老师合作研究了miRNA对斑马鱼性腺的再生研究。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Medaka oct4 is essential for gastrulation, central nervous system development and angiogenesis
Medaka oct4 对于原肠胚形成、中枢神经系统发育和血管生成至关重要
  • DOI:
    10.1016/j.gene.2019.144270
  • 发表时间:
    2020-04-05
  • 期刊:
    GENE
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Sun, Bingyan;Gui, Lang;Li, Mingyou
  • 通讯作者:
    Li, Mingyou
Evolutionarily conserved vasa identifies embryonic and gonadal germ cells in spinyhead croaker Collichthys lucidus
进化保守的vasa鉴定了刺头黄花鱼Collichthys lucidus的胚胎和性腺生殖细胞
  • DOI:
    10.1111/jfb.13964
  • 发表时间:
    2019-05-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF FISH BIOLOGY
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Li, Yu;Song, Wei;Li, Ming You
  • 通讯作者:
    Li, Ming You
Characterization and expression analysis of gonad specific igf3 in the medaka ovary
青鳉卵巢中性腺特异性 igf3 的表征和表达分析
  • DOI:
    10.1016/j.aaf.2020.07.018
  • 发表时间:
    2020-08
  • 期刊:
    Aquaculture and Fisheries
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xie Jiale;Zhong Ying;Zhao Yuli;Xie Wenjie;Guo Jing;Gui Lang;Li Mingyou
  • 通讯作者:
    Li Mingyou
Dnd is required for primordial germ cell specification in Oryzias celebensis
Oryzias celebensis 的原始生殖细胞规范需要 Dnd
  • DOI:
    10.1016/j.gene.2018.08.068
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Gene
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Zhu Tianyu;Gui Lang;Zhu Yefei;Li Yu;Li Mingyou
  • 通讯作者:
    Li Mingyou
两种饵料对褶皱臂尾轮虫生殖及休眠卵孵化的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    基因组学与应用生物学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩程燕;金禧珍;萩原篤志;李名友
  • 通讯作者:
    李名友

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其他文献

青鳉干扰素的克隆与表达分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    基因组学与应用生物学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    解文杰;吴赟;王丹;陈晓武;李名友
  • 通讯作者:
    李名友

其他文献

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李名友的其他基金

马口鱼精原干细胞系基因编辑与借腹怀胎研究
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  • 批准年份:
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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

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          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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