TALE技术编辑和调控绵羊成纤维细胞β-酪蛋白基因研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31360276
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    50.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0602.基因表达及非编码序列调控
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Researchers have been trying to create an mammalian model of the mammary gland bioreactor by the integration of a single-copy of the exogenous gene into a highly expressed milk protein gene locus in mammalian genome. This approach is likely to yield high levels of protein expression as the foreign gene is surrounded by all the regulatory DNA sequences required for the abundant expression of the replaced milk protein gene. Rapid development TALE (transcription activator-like effector,TALE) technology is becoming an effective tool for genome editing and transcriptional modulation. Tow predetermined sites in the β-casein exon 1 or exon 2 locus are as targeting sites for custom TALENs (TALE nucleases, TALENs) in sheep genome. The activity of TALENs is tested and screened by Surveyor nuclease after electric transfection DNA into embryonic fibroblasts of East Friesian Dairy sheep. Several targeting sites upstream of the transcription start site of the β-casein gene are determined for custom TALE-TFs (TALE transcription factors, TALE-TFs). The activity of TALE-TFs initiating the natural β-casein-promoter exprssion cassette in embryonic fibroblasts of East Friesian Dairy sheep is tested by quantitative reverse-transcription PCR and identified by Northern and Western blot after electric transfection DNA. After screening high activity TALENs and TALE-TFs, a single copy of the red fluorescent protein reporter gene (Red) is integrated into the predetermined targeting sites of the β-casein exon 1 or 2 by homologous recombination using TALENs with an exogenous Red gene donor DNA template. Then the expression result of the formation of the cassette including the natural β-casein-promoter and integrated Red gene is analyzed and identified by TALE-TFs in embryonic fibroblasts. The cells expressing right interesting proteins by TALE-TFs are as donor cells for sheep somatic-cell nuclear transfer. An idea sheep model of the mammary gland bioreactor is constructed by TALE technology combined with somatic-cell nuclear transfer technology. This strategy provides a generic alternative for the expression of foreign proteins in sheep milk. Research purpose is to establish that the expression model of exogenous transgene is modulated by the endogenous regulatory elements of mammalian milk protein gene.
在哺乳动物高表达乳蛋白基因位点,靶向整合外源单拷贝基因,通过内源乳蛋白基因调控机制,实现外源整合基因表达,是研究者一直努力创建的乳腺生物反应器模型。快速发展的TALE技术正在成为基因组编辑和基因转录调控的有效工具。选择东弗里生羊胚胎成纤维细胞,针对β-酪蛋白基因第1或第2外显子位点,利用Surveyor突变检测技术,筛选基因编辑活性高的TALENs。在成纤维细胞内,利用qRT-PCR技术,筛选能够有效激活内源β-酪蛋白基因启动子的TALE-TFs。将高活性的TALENs和TALE-TFs结合,在预先设定的β-酪蛋白基因靶位点,整合外源单拷贝红色荧光蛋白报告基因,形成新的表达框,直接在成纤维细胞激活β-酪蛋白基因启动子,检测外源整合基因的表达结果,筛选正确的核供体细胞,经体细胞核移植克隆技术,建立东弗里生羊乳腺生物反应器,用内源基因的调控元件控制外源整合基因表达。

结项摘要

许多转基因家畜通过乳腺产生治疗性蛋白质。 然而,目的基因整合到基因组的随机位点,蛋白质的表达和分泌会不同。 另外,远端增强子对于基因转录调控和组织特异性表达非常重要。.将人工核酸酶和人工转录因子结合,在预先设定的绵羊ß-酪蛋白基因靶位点,整合外源单拷贝鸡传染性法氏囊VP2抗原蛋白基因,形成新的表达框,直接在成纤维细胞激活ß-酪蛋白基因启动子,检测外源整合基因的表达结果,筛选正确的核供体细胞,经体细胞核移植克隆技术,建立用内源基因的调控元件控制外源整合基因表达的东弗里生羊乳腺生物反应器模型。.针对绵羊β-酪蛋白基因位点,获得人工转录因子(TALE-TFs和SMA),在绵羊成纤维细胞中激活β-酪蛋白基因转录。针对绵羊β-酪蛋白基因第二外显子、第三外显子和第七外显子特定位点,获得人工核酸酶(TALENs和CRISPR-Cas9),在特定位点诱导产生基因组双链断裂。在东福利生绵羊成纤维细胞β-酪蛋白基因第二外显子信号肽位点,同源重组导入鸡传染性法氏囊VP2抗原基因。同源重组成纤维细胞作为核供体,产生克隆的胚胎,用于开发在乳腺中表达VP2蛋白的转基因绵羊。从2015年至今,累计移植受体母羊242只,但未能获得成功出生的羔羊。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
绵羊成纤维细胞中TALE-TFs激活β酪蛋白基因启动子研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    绿洲农业科学与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    皮文辉
  • 通讯作者:
    皮文辉
siRNA干扰绵羊胚胎成纤维细胞Lig4基因增加同源重组载体重连修复效率
  • DOI:
    10.16288/j.yczz.16-074
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    遗传
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王伟;王玉霜;黄兰兰;简子健;王新华;刘守仁;皮文辉
  • 通讯作者:
    皮文辉
利用TALE-TFs在小鼠成纤维细胞中激活β-酪蛋白基因启动子表达载体
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国实验动物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    皮文辉;梁龙;唐红;张译元;郭延华;王立民;向春和;周平;刘守仁
  • 通讯作者:
    刘守仁
三种检测内源性基因修饰方法比较
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    生物技术通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李炜杰;杨娇;何高明;王立民;皮文辉;周平
  • 通讯作者:
    周平

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其他文献

“Golden Gate”克隆法构建靶向载体
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013-03
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    皮文辉
TAL效应子应用研究进展
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    生物技术通报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    梁龙;皮文辉
  • 通讯作者:
    皮文辉
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    梁龙;杨华;杨永林;石国庆;刘守仁;皮文辉
  • 通讯作者:
    皮文辉
应用GibsonAssembly方法构建狂犬病SRV9株重组感染性cDNA克隆
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    动物医学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王伟;魏玉圆;翟少华;毛丽萍;皮文辉;简子健
  • 通讯作者:
    简子健
利用Gibson Assembly法构建狂犬病SRV9ψ区缺失株感染性cDNA
  • DOI:
    10.13417/j.gab.036.002170
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    基因组学与应用生物学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏玉圆;王伟;翟少华;毛丽萍;皮文辉;简子健
  • 通讯作者:
    简子健

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皮文辉的其他基金

调控DNA修复途径影响绵羊胚胎成纤维细胞中基因打靶频率的研究
  • 批准号:
    31560321
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    38.0 万元
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  • 项目类别:
    地区科学基金项目

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

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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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