41 转基因果蝇模型的建立
转基因小鼠肿瘤模型的研究进展_百替生物
转基因小鼠肿瘤模型的研究进展 沈富毅，潘隽玮，郁嘉伦，余昂，侯晓骏 [摘要]动物模型在肿瘤病因的揭示，发病机理的探索以及治疗措施的评估中有着不可替代的重要作用。继常规转基因方法之后，可诱导表达转基因、基因打靶、条件性基因打靶以及基因捕获等技术的出现及其在肿瘤模型建立中的应用为我们提供了大量能较好模拟人体相应肿瘤的动物模型，极大地深化了我们对肿瘤生物学行为的认识，并有助于人们找到攻克肿瘤的办法。 [关键词]肿瘤，小鼠模型，转基因 肿瘤是一类严重危害人类健康及生命的重大疾病，动物模型在肿瘤病因、发病机理的揭示以及治疗措施的评价中发挥着不可替代的作用。肿瘤动物模型最早源自小鼠自发突变系或经致癌剂诱变而得，对它们的研究使我们对环境致癌物及其代谢活动机理有了一定的认识；但自发突变频率在自然状态下通常很低，而诱发模型也因其不可精确控制性而限制了它们的应用。在过去的二十多年里，随着人们对癌基因激活或抑癌基因失活在肿瘤发生发展中作用的认识日益深入，以及近年发展起来的小鼠生殖系引入可诱导或精细调控突变技术的应用，小鼠肿瘤模型的建立工作取得了突破性进展，本文就此作一简要综述。 1.常规转基因（transgenic） 上世纪80年代初发展起来的原核显微注射技术，使我们可以将外源DNA直接导入小鼠生殖系以构建转基因动物模型。目的基因在合适启动子驱动下表达，可赋予转基因动物新的表型，通过其表型分析可识别研究基因的功能。转基因动物技术在肿瘤研究中的主要作用就是建立转基因的肿瘤动物模型，该研究始于1974年，Jaenisch等1用显微注射法将多瘤病毒SV40的DNA导入到小鼠的囊胚（blastocyst）中，在子代小鼠的肝、肾组织中检测到了SV40的DNA。这一结果证明，将外源基因导入胚胎细胞中并实现整合是可能的。以后相继有人用同样的方法实现了外源基因向小鼠受精卵的转移，并能遗传给后代。在基因转移的方法上相继出现了逆转录病毒载体法、电脉冲法等。1985年，Adams2等用转基因方法首次构建了B淋巴瘤myc癌基因易位的小鼠模型，此后10年，陆续发展了针对各种类型恶性肿瘤的转基因小鼠研究。如今这项技术运用较为成熟的是，利用免疫球蛋白启动子调控的c-myc基因在转基因小鼠中的表达，导致早期淋巴瘤的发生3。在LTR/c-myc转基因小鼠模型中，利用哺乳类动物肿瘤病毒长末端重复序列（LTR）驱动c-myc广谱的表达，可造成多种组织形成肿瘤，如睾丸、乳腺和淋巴系。1984年Stewart把小鼠乳腺癌病毒（MMTV）的增强子与myc基因或ras基因连接,形成的MMTV-myc转基因小鼠和MMTV/V-Ha-Ras转基因小鼠都有高的乳腺癌发生率4。近年来，这项技术更多的运用于肿瘤发生机制的探索上。Li等5构建了乳腺癌WAP-Tag转基因小鼠模型，该模型由小鼠乳清酸蛋白WAP启动子和SV40大T抗原构建而成，可用于乳腺癌变过程中细胞的增殖与凋亡、DNA突变及修复机制等方面的研究。在慢性粒细胞性白血病(CML)的研究中，Heisterkamp等6构建的bcr-abl和crkl双转基因小鼠发病潜伏期及存活期均大大缩短，直接证明了crkl参与
Dicer1转基因小鼠模型的建立
2008年8月 第16卷 第4期中国实验动物学报ACT A LABORAT ORIUM ANI M A LIS SCIE NTIA SINICA August ,2008V ol.16 N o.4 研究报告 Dicer 1转基因小鼠模型的建立 郑志红1,高峰2,杨葳1,汪瑛1,于洋1,周生来1,李兆阳1 , 吕相川1,张梅英1,王禄增 1(1.中国医科大学实验动物部,沈阳 110001;2.中国医科大学附属第一医院,沈阳 110001) 【摘要】 目的 建立Dicer 1转基因小鼠模型。方法 构建pcDNA3112Dicer1转基因构件,经酶切、纯化后通过显微注射方法导入BDF1小鼠受精卵原核并移植到同期受孕的ICR 受体母鼠输卵管内。出生后仔鼠用PCR 和S outhern 方法检测鼠尾DNA 鉴定基因型,通过免疫组化检测Dicer 1基因表达。结果 显微注射172枚卵,移植119枚卵于3只受体输卵管中,2只怀孕,共产仔15只,经PCR 检测获得6只阳性鼠,S outhern 检测6只均为阳性。对S outhern 检测阳性转基因小鼠子代进行RT 2PCR 检测和免疫组化分析证明Dicer1基因在肝脏、肾脏、肺内均有表达。对腹腔肿胀的转基因阳性1号鼠解剖发现肝脏、脾脏明显增大,胚胎发育异常。结论 成功建立Dicer 1基因表达的转基因小鼠模型,该模型为进一步研究DICER 1基因功能及miRNA 的表达及功能等奠定基础。 【关键词】 Dicer 1;显微注射法;转基因小鼠 【中图分类号】R -33 【文献标识码】A 【文章编号】100524847(2008)0420258203 Establishment of a Dicer 1Transgenic Mouse Model ZHE NG Zhi 2hong 1,G AO Feng 2,Y ANG Wei 1,W ANG Y ing 1,Y U Y ang 1,ZH OU Sheng 2lai 1,LI Zhao 2yang 1 , LU X iang 2chuan 1,ZH ANG Mei 2ying 1,W ANGLu 2zeng 1(https://www.wendangku.net/doc/1c9194720.html,boratory Animal Center ,China Medical University ,Shenyang 110001,China ; 21The First A ffiliated H ospital of China Medical University ,Shenyang 110001,China ) 【Abstract 】 Objective T o establish a Dicer 1transgenic m ouse m odel.Methods pcDNA3112Dicer1construct was constructed ,linearized ,purified and then injected into superovulated pronuclear zyg otes to produce transgenic mice.The injected zyg otes were transplanted into the oviduct of pseudopregnant mice.The genotype of transgenic founders were identified by PCR and S outhern blot.The expressions of human Dicer 1protein in the tissues of the transgenic mice were detected by immunohistochemistry.R esults 172zyg otes were injected and 119zyg ote cells were transplanted into oviducts of 3recipients.15viable offsprings were born from 2of the 3recipients.G enomic DNA from baby tails was extracted.PCR and S outhern blot were used to identify transgenic founders of Dicer 1,and showed 6of the 15offsprings were positive transgenic mice of Dicer 11Dicer 1was expressed in the liver ,kidney and lung.Conclusion Dicer 1transgenic mice have been established success fully.The m odels will contribute to the research of Dicer gene function and the expression of miRNA. 【K ey w ords 】 Dicer1;M icroinjection ;T ransgenic mice [基金项目]国家自然科学基金:30571836;辽宁省重点实验室专项资金:辽科发[2005]36号。 [作者简介]郑志红(1969-),女,研究方向:实验动物转基因与 基因敲除。E -mail :zhihongzheng @1631com [通讯作者]王禄增。E 2mail :wanglz @1631com DICER 1基因与表观遗传调控密切相关,是 2000年被克隆的,定位于人染色体14q32113,编码 蛋白属于RNA 酶Ⅲ家族[1],在许多组织中广泛表 达。其功能是将具有颈环结构的RNA 或双链RNA 剪切成长约21个碱基的成熟miRNA (或siRNA )[1]。 DICER 1蛋白是成熟miRNA 产生所必需的酶, DICER 1基因异常可导致不同组织、不同发育阶段miRNA 表达异常,DICER 1基因敲除的小鼠在胚胎发育过程中就发生死亡[2],无法通过敲除来详细研究该基因的功能。由于DICER 1基因是发育过程中重要的调控基因,建立DICER 1转基因小鼠模型对研究该基因的功能具有重要的意义。1 材料方法 111 Dicer 1基因克隆及转基因构件制备按Dicer 1mRNA 序列设计正、反向引物,以
【CN109706174A】去泛素化酶UAScDNAORF质粒及转基因果蝇文库的构建及应用【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910111055.2 (22)申请日 2019.02.11 (71)申请人 王纪武 地址 200025 上海市黄浦区瑞金二路197号 (72)发明人 王纪武 魏平 (74)专利代理机构 上海伯瑞杰知识产权代理有 限公司 31227 代理人 曹莉 (51)Int.Cl. C12N 15/85(2006.01) C12N 15/57(2006.01) C12N 15/90(2006.01) A01K 67/033(2006.01) A61K 49/00(2006.01) (54)发明名称去泛素化酶UAS-cDNA/ORF质粒及转基因果蝇文库的构建及应用(57)摘要本发明公开了去泛素化酶UAS -cDNA/ORF质粒及转基因果蝇文库的构建及应用；本发明运用模块化设计构建果蝇UAS -cDNA/ORF质粒文库的方法，针对所有41个果蝇去泛素化酶基因，构建了果蝇去泛素化酶UAS -cDNA/ORF质粒及转基因果蝇文库，涵盖了共38个基因。本文库为迄今公开发表的最为完整的果蝇去泛素化酶UAS -cDNA/ORF质粒及转基因果蝇文库，可用于体内外试验在各个特定组织中过表达去泛素化酶，进行各种各样的基因及遗传学筛查，从而系统阐明去泛素化酶与特定基因与疾病的关系，揭示疾病的发病机制， 找到新的治疗靶基因。 权利要求书3页 说明书10页序列表2页 附图2页CN 109706174 A 2019.05.03 C N 109706174 A
1.一种去泛素化酶基因UAS -cDNA/ORF质粒及转基因果蝇文库，其特征在于，所述文库涵盖了共38个果蝇去泛素化酶基因， 如下： 权 利 要 求 书1/3页2CN 109706174 A
转基因动物模型在医学生物学中的应用
转基因动物模型在医学生物学中的应用 摘要：在医学研究中,用转基因动物的方法研究基因的表达调控与疾病发生的关系、建立各种人类疾病的动物模型已经为许多疑难疾病的发病机制研究提供了十分有用的资料。随着分子生物学技术在医学研究中的应用,人类对疾病的研究已经深入到基因水平,特别是随着人类基因组计划的实施,从基因水平认识人类疾病的发生、发展规律并研究治疗方法必将是21 世纪医学研究的重要课题。因此,实验动物学科应该紧跟生命科学发展的步伐,积极开展转基因动物的研究、开发工作以适应生物医学发展的需要。本文重点就转基因动物技术在医学研究中的一些应用情况作一概述。 关键词：转基因动物模型、基因、医学生物学 正文：1、发病机理研究 将癌基因与特定的启动子、增强子融合制备转基因动物，在特定组织中表达癌基因而致癌，为癌基因致癌机制研究积累了大量的资料，也由于应用了这一体系，使癌基因研究迎来又一热潮。SV40 DNA与MT启动子融合导入小鼠，成年期出现脑脉络丛乳头瘤，相应测得SV40 Tag表达。SV40 Tag基因与胰岛素基因增强子融合，导入小鼠后在胰腺中表达SV 40 Tag，诱发了胰腺癌。导入乳腺癌病毒基因增强子与myc基因的融合基因，在乳腺中测得myc的特异表达产物，并诱发了乳腺癌，而且这种肿瘤的易患性能遗传给子代。 2、遗传病的研究 转基因动物在遗传病的研究中具有重要的应用价值,被认为是遗传学研究中继连锁分析、体细胞遗传和基因克隆技术之后的第四代技术。在人类遗传病的研究中,适当的动物模型对研究基因突变在遗传病发病中的作用是必不可少的。这种动物模型过去只能靠自然突变或人工诱导的方法获得。自然突变的机会极其难得,人工诱导的方法不易控制,因此都不能满足日益发展的遗传病研究工作的需要。用转基因动物的方法构建人类遗传病的模型可为遗传病研究提供理想的动物模型。其中一个成功的例子是镰状红细胞贫血的发病机理的研究。已建立的人血红蛋白β链突变基因小鼠,出现了与镰状红细胞贫血病人同样的红细胞形态改变。除此之外,高胆固醇血症、囊性纤维化等都构建了转基因小鼠模型。这些遗传病动物模型为深入研究发病机理以及基因治疗创造了前所未有的条件。 3、病毒性疾病
2011_转基因果蝇的杂交重组和鉴定-实验指导_71109735
3．转基因果蝇的杂交重组和鉴定（开放实验） 实验目的： 把插入在同一个染色体上的不同目的基因通过重组交换整合到同一品系果蝇的同一染色体上，并得到可以稳定保存的品系（balanced或homozygous）。 背景知识： 转基因果蝇（transgenic fly）是将带有目的基因的质粒通过显微注射转入白眼果蝇卵中，这些质粒上一般带有P转座子序列（P elements are transposable pieces of DNA that randomly insert themselves into genomic DNA），使得目的基因可以插入到果蝇染色体中。一般使用白眼果蝇的卵进行显微注射，质粒上带有的mini-white基因（红眼）可以作为转基因成功的标记（marker），带有目的基因的果蝇将成为红眼果蝇。mini-white的表达量决定了果蝇眼睛红色的深浅，这与目的基因插入位置和copy数目有关（可请学生思考为什么——插入位置附近的染色体结构和启动子决定mini-white表达量，纯和果蝇比杂合果蝇表达量也高，有多个插入位点的比单个插入位点的表达量高，一般情况下只有一个插入位点）。常用的带P转座子载体示意图如下： 实验提供几种转基因果蝇，由于受质粒大小的限制，一般一个转基因果蝇品系只能转入一个目的基因，有时需要把不同目的基因整合到同一个果蝇品系中，研究两个基因的功能及相互作用等。如果两个目的基因都插在不同果蝇品系的同一个染色体上，可以通过遗传重组的方法得到重组型后代（眼睛颜色），重组型后代将在同一个染色体上同时带有两个目的基因，并可以建立稳定保持的品系。例如有基因A的转基因果蝇系tA和基因B的转基因果蝇
转基因小鼠的方法概述
转基因小鼠的应用及其制 备法 学院：动物科技学院 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导老师： 时间：2015年12月17日
老师，这篇文章是在图书馆《分子生物技术——重组DNA的原理与应用》书上整理下来的，没有参考文献，但是，这一万多字都是自己亲手打下来的，图也是自己用软件画的，其中的原理也都 弄懂，愿老师见谅。 转基因小鼠的应用及其制备法
（西北农林科技大学动物科技学院，凌712100） 摘要随着后基因组时代的到来，转基因动物已成为新兴的最有效的实验模型。从上世纪80年代以来，上百个不同的基因已经转入各种品系的小鼠中。这有助于理解基因调控，肿瘤发展，免疫特异性，发育分子遗传学以及人们感兴趣的其他生物学过程。转基因小鼠也已在探索利用家畜进行人类治疗药物工业化生产的可能性，以及建立各种人类遗传病的转基因生物医学模型中起到重要作用。现就制备转基因小鼠的实验法及应用前景作简单介绍。 关键词医学模型；试验法；应用前景 Methods and Applications of Transgenic Mice (Northwest A&F University,Colledge of Animal Science and Technoledge,Yangling, Shaanxi,712100,China ) Abstact:Following arrival of the post-genomics era,transgenic animals have become the most effective novel experimental model.Since the 1980’s.Hundreds of different genes have been transferred to the various strains of mice.This helps to understand the gene regulation,tumor development,immune specificity,developmental molecular genetics and other biological processes which people are interested in.Transgenic mice have also been exploring the possibility of using domestic animals for the industrial production of drugs for human treatment,and they also play an important role in establishment of a variety of genetically modified biomedical model of human genetic diseases. The article here is an overview of experimental methods and the application prospect of transgenic mice. Key words:biomedical model; experimental methods; application prospect 1990年人类基因组计划正式启动，经过13年的努力，人类基因组序列图绘制成功及人类基因组计划的所有目标全部实现。人们迎来一个崭新的时代——后基因组时代，即在基因组静态的碱基序列逐步清楚之后而最基因组进行动态的生物学功能研究。转基因动物在后基因组时代已成为生命科学研究中新 作者简介：本科，动物科学专业。Email:lw5166@126.；Tel： *通讯作者：E-mail：mailto:zhangjianqin1356@126.
转基因生物的类型
转基因生物用于生物和医学研究，生产药品，实验药品（如基因疗法）和农业（如黄金米）。“基因改造生物”，并不总是意味着，但也包括从一个插入的基因，有针对性的物种到另一个。例如，从水母的基因，编码荧光蛋白质称为绿色荧光蛋白，可实际联系起来，从而共表达与哺乳动物的基因，以确定位置的细胞蛋白质编码的绿色荧光蛋白基因在哺乳动物标签。这种方法是有用的工具生物学家在许多领域的研究，包括研究过程中的机制，谁的人力和其他疾病或生物的基本真核或原核细胞。 迄今为止，也是最有争议的转基因技术的应用最为广泛采用的是专利保护的是食用作物抗除草剂商业或能够产生杀虫蛋白做既从工厂内或堆叠性状的种子，。在转基因作物种植比重最大的是全球范围内所拥有的美国公司孟山都。[12] 2007年，孟山都的性状技术进行种植二亿四千六万英亩（100万平方公里）在世界各地，2006年增长百分之十三的。然而，在第一个专利，孟山都的产品进入市场将开始于2014年到期，民主化孟山都的产品。此外，研究委员会从2007年的报告预测，欧洲联合，到2015年，全球40多个市场的百分之进入新的转基因植物将得到亚洲开发英寸[13] 在玉米市场，孟山都的三栈玉米结合了YieldGard玉米螟和草甘磷2杂草控制技术YieldGard 根虫昆虫的控制是在美国市场的领头羊。美国玉米种植的农民超过32万英亩（十三点○○万公里2）三栈2008年玉米，[14] ，据估计该产品可）种植56万英亩（二三○○○○公里2 2014-2015年。在棉花市场，Bollgard的Flex II与草甘磷种植在约五百点零零万英亩2）美国棉花（20,000公里于2008年。[15] 根据对农业生物技术应用组织（ISAAA），在大约14万农民谁在2009年增长了生物技术作物国际服务，有90％是在发展中国家资源贫乏的农民。其中包括约700万中国农民的棉花种植区，估计有560万小印度（Bt棉），25万农民在菲律宾，南非（生物技术棉花，玉米，往往是生活的妇女农民种植大豆）和在其它12个发展中国家的增长在2009年生物技术作物。[16]千万更小，资源贫乏的农民可能已经在中国的Bt棉中学的受益者。 2008年全球种植转基因作物的商业价值估计为1300亿美元。[16] 在美国，美国农业部对美国农业部（USDA）报告的转基因品种的种植面积。[17]据国家农业统计服务，这些表在美国出版的代表81-86玉米种植面积占所有，百分之88-90的所有大豆种植面积，所有81-93陆地棉种植面积（依年度而定）的百分比。 美国农业部不会收集全球范围的数据。估计数字，由ISAAA）国际服务（用于购置农业生物技术应用，可报告发现，在“转基因作物的全球商业化现状：2007”。[18] 转基因动物也成为有用的商业化。 2月6日2009年美国食品和药物管理局批准了第一个人体生物药物的生产从这样一种动物，山羊。该药物ATryn，是抗凝血剂的可能性，从而降低了血液凝块在手术或分娩。这是摘自羊奶。[19] [ 编辑 ]检测
果蝇
生物研究的“宠儿”——果蝇 【2007年01月03日《参考消息》】 【西班牙《趣味》月刊文章】题：亲爱的果蝇（作者祖贝罗阿·马科斯） 从我们出生到死亡，苍蝇一直陪伴在旁。他的出现令我们痛苦，它传播疾病，甚至在人们弥留之际还在我们的眼角、嘴角等身体部位产卵，让我们把它带到坟墓然后吞噬人的尸体。但是不得不说，苍蝇，或至少某些种类的苍蝇是为人类福利作出了贡献的。5l d 自从1910年托马斯·亨特·摩根在他哥伦比亚大学的“苍蝇办公室”里发现了第一只果蝇——其学名为黑腹果蝇，这种昆虫就为人类开辟了一个崭新的生物时代。研究果蝇的科学家表示，一个世纪以来果蝇向生物学家提供了比任何其他复杂生物都更多的基因演变信息。 大大的红眼睛，3毫米左右的细长身体，灰色胸部缀着黑点和长绒毛，腹部呈现黄灰色条纹，黄色爪子，虹状翅膀上有着灰色、黄色和黑色的斑点——这就是果蝇。果蝇每天可以产卵数百只，最喜欢的食物是烂橡胶。果蝇的原产地是非洲西海岸，后来繁衍至其他温带、亚热带和热带地区。它曾经被带往国际空间站，但最重要的是现在果蝇已经成为人类各种疾病和基因研究的实验动物。 基因与人类相似 为什么苍蝇，确切地说是果蝇会成为生物医学研究的对象呢？这是应为从基因角度来看，果蝇与人类有着很多共同之处。人类已知疾病基因中大约有61%与果蝇的基因代码有着必然联系，而果蝇蛋白质的顺序有一半与哺乳动物相似。尽管全世界的果蝇有900种左右，但黑腹果蝇是最普遍的一种。果蝇很容易找到而且易于饲养。他们繁殖迅速，因此可以在短时间内对多代果蝇进行研究。科学家所掌握的大量操作和培育技术又是有利于研究的因素，因此果蝇可以非常方便的代替人类成为实验模型。 果蝇第一次作为试验对象是在19世纪末期，生物学家和基因科学家在其他生物实验失败后将果蝇作为“最后资源”进行研究。1910年，生物学家托马斯·亨特·摩根以果蝇实验，发现果蝇的白眼特征与X染色体有关。这是第一个与性染色体有关的基因遗传证据。从此以后，果蝇在基因研究方面得到了广泛的应用。 也许果蝇最特殊的一次使命是陪伴美国航天局的宇航员们前往国际空间站研究太空旅行对于基因的影响。这项实验被命名为“微重力下果蝇的基因活动”，目的是为了了解宇航员
转基因小鼠的方法概述
转基因小鼠的应用及其制 备方法 学院：动物科技学院 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导老师： 时间：2015年12月17日
老师，这篇文章是在图书馆《分子生物技术——重组DNA的原理与应用》书上整理下来的，没有参考文献，但是，这一万多字都是自己亲手打下来的，图也是自己用软件画的，其中的原理也都 弄懂，愿老师见谅。
转基因小鼠的应用及其制备方法 （西北农林科技大学动物科技学院，陕西杨凌 712100） 摘要随着后基因组时代的到来，转基因动物已成为新兴的最有效的实验模型。从上世纪80年代以来，上百个不同的基因已经转入各种品系的小鼠中。这有助于理解基因调控，肿瘤发展，免疫特异性，发育分子遗传学以及人们感兴趣的其他生物学过程。转基因小鼠也已在探索利用家畜进行人类治疗药物工业化生产的可能性，以及建立各种人类遗传病的转基因生物医学模型中起到重要作用。现就制备转基因小鼠的实验方法及应用前景作简单介绍。 关键词医学模型；试验方法；应用前景 Methods and Applications ofTransgenic Mice (Northwest A&F University,Colledge of Animal Science and Technoledge,Yangling, Shaanxi,712100,China ) Abstact:Following arrival of the post-genomics era,transgenic animals have become the most effective novel experimental model.Since the 1980’s.Hundreds of different genes have been transferred to the various strains of mice.This helps to understand the gene regulation,tumor development,immune specificity,developmental molecular genetics and other biological processes which people are interested in.Transgenic mice have also been exploring the possibility of using domestic animals for the industrial production of drugs for human treatment,and they also play an important role in establishment of a variety of genetically modified biomedical model of human genetic diseases. The article here is an overview of experimental methods and the application prospect of transgenic mice. Key words:biomedical model; experimental methods; application prospect 1990年人类基因组计划正式启动，经过13年的努力，人类基因组序列图绘制成功及人类基因组计划的所有目标全部实现。人们迎来一个崭新的时代——后基因组时代，即在基因组静态的碱基序列逐步清楚之后而最基因组进行动态的生物学功能研究。转基因动物在后基因组时代已成为生命科学研究中新 作者简介：本科，动物科学专业。Email:lw5166@https://www.wendangku.net/doc/1c9194720.html,；Tel： *通讯作者：E-mail： 兴的最有效的动物实验模型。小鼠是最早建立的转基因动物模型，利用转基因小鼠进行生物学或生物医
果蝇的基因与行为
果蝇的基因与行为 摘要本文首先简单回顾了在果蝇研究历史中一些具有里程碑性的研究成果,然后着重介绍了以果蝇为实验模型所具有的诸多优势,以及在基因、脑、行为框架下的一些最新研究成果和未来的研究方向。 关键词果蝇基因行为 前言 在对果蝇近百年的研究历史上,人类取得了举世瞩目的成就,为此有多位科学家获得了诺贝尔奖。1910 年摩尔根(T. H. Morgan) 首先选择果蝇作为研究对象,将基因定位于染色体上,提出了遗传的染色体理论,开创了经典遗传学的新时代,并于1933 年摩尔根获得了诺贝尔奖。1927 年摩尔根的学生穆勒(H. J . Muller) 采用X - 射线照射方法获得大量果蝇突变体,从而找到了一种人为产生突变体的有效手段,为进一步研究基因的结构和功能开辟了一个新领域。1946 年的诺贝尔奖授予了穆勒。随着DNA 双螺旋结构的发现,进入了遗传学的分子时代, 刘易斯( E. B.Lewis) 、努斯莱英- 福尔哈特(C. Nuesslein -V olhard) 和维绍斯( E. F. Wieschaus) 在研究果蝇的发育过程中,发现了控制果蝇早期胚胎发育的一些基因。随后的研究表明这些基因具有高度的保守性,控制着所有动物胚胎发育中的躯体结构设计。1995 年这三位科学家分享了诺贝尔奖。 果蝇的基因特征 果蝇具有二倍体的染色体组,并且只有四对染色体。第一对是性染色体,其它三对为常染色体。其中,第二、三两对常染色体,包含了近80 %的遗传信息。第四对常染色体很小,只包含近2 %的遗传信息。这样一套“小”而“全”的染色体组使我们更容易操作。果蝇具有大量影响神经系统和行为的单基因突变体。神经系统功能是由基因的调控和蛋白质的合成来实现的。大多数果蝇突变体是用物理、化学和分子生物学方法改变果蝇的基因结构获得的,由于基因的改变造成其调节失控或蛋白质产物的改变或缺失,进一步影响了特定的生理功能或行为。可以通过研究蛋白质在神经元及组织中的时空表达模式,来发现基因是怎样调控神经系统的发育和功能,并能更好地理解基因和行为的关系。 美国《科学》杂志2000 年3 月24 日报道:果蝇基因组的测序工作已经结束,并确定了果蝇细胞中包含约13600 个基因。这些工作是果蝇基因组计划(The
TSC1转基因敲除小鼠动物模型的构建及敲除效果的初步研究
基金项目：国家自然科学基金资助（３１２７１２７１ ）＊通讯作者文章编号：１ ００７－４２８７（２０１９）０７－１２３９－０６Ｔ ＳＣ１转基因敲除小鼠动物模型的构建及敲除效果的初步研究 王 红１， ２，３，蒋 莉４，王 岩５，许振凯６，王威平６，方 航１，２，３，孙 鹏７，８，９＊，白晓春１，２，３，６＊（１． 南方医科大学附属第三医院，广东广州５１０６３０；２．广东省骨科研究院，广东广州５１０６３０；３．广东省骨科医院，广东广州５１０６３０；４．吉林大学第一医院急诊科，吉林长春１３００２１； ５． 吉林大学中日联谊医院科学研究中心，吉林长春１３００３３；６．南方医科大学，广东广州５１０５１５；７．中山大学肿瘤防治中心麻醉科，广东广州５１００６０；８．华南肿瘤学国家重点实验室广东广州５１００６０； ９． 肿瘤医学省部共建协同创新中心，广东广州５１００６０）摘要：目的 为探讨ｍＴＯＲ信号通路在骨骼发育过程中的机制作用，建立骨骼发育相关的ＴＳＣ１转基因小鼠， 提供稳定的动物模型。方法 取８周龄健康清洁级ＴＳＣ１ｆｌｏｘ／ｆｌｏｘ小鼠分别与肢芽干细胞特异性重组酶（Ｐｒｘ－１－Ｃ ｒｅ）小鼠、软骨细胞特异性重组酶（Ｃｏｌ２ａｌ－Ｃｒｅ）小鼠及成骨细胞特异性重组酶（Ｏｓｘ－Ｃ ｒｅ）小鼠进行杂交。将繁殖出的小鼠继续与ＴＳＣ１ｆｌｏｘ／ｆｌｏｘ小鼠回交，并对其子代小鼠的基因型进行鉴定及ｍＴＯＲ活性检测。结果 杂交后分别获得肢芽 干细胞特异性ＴＳＣ１敲除小鼠、软骨细胞特异性ＴＳＣ１敲除小鼠和成骨细胞特异性ＴＳＣ１敲除小鼠各８只。与正常组 比较，上述３种转基因小鼠ｐ－ Ｓ６均比正常组升高（Ｐ＜０．０５）。结论 本实验成功应用Ｃｒｅ／ｌｏｘＰ系统构建肢芽干细胞特异性ＴＳＣ１敲除小鼠、软骨细胞特异性ＴＳＣ１敲除小鼠、成骨细胞特异性ＴＳＣ１敲除小鼠，均提示ｍＴＯＲ活性增高， 有明显ＴＳＣ１敲除效果，为ｍＴＯＲ信号通路研究骨与软骨发育的机制作用提供实验基础。 关键词：基因敲除小鼠；骨发育；Ｔ ＳＣ１；ｍＴＯＲ信号通路中图分类号：Ｑ７８６文献标识码：Ａ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ＴＳＣ１ｔｒａｎｓｇ ｅｎｉｃ ｋｎｏｃｋｏｕｔ ｍｏｕｓｅ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｋｎｏｃｋｏｕｔ ｅｆｆｅｃｔ ＷＡＮＧ Ｈｏｎｇ１，２，３，ＪＩＡＮＧ Ｌｉ４，ＷＡＮＧ Ｙａｎ５，ｅｔ ａｌ．（１．Ｔｈｅ Ｔｈｉｒｄ Ａｆｆ ｉｌｉａｔｅｄ Ｈｏｓｐｉｔａｌ，Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６３０，Ｃｈｉｎａ；２．Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｏｒｔｈｏｐｅｄｉｃｓ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６３０，Ｃｈｉｎａ；３．Ｏｒｔｈｐａｅｄｉｃ Ｈｏｓｐｉｔａｌ ｏｆ Ｇｕａｎｇ ｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６３０，Ｃｈｉｎａ；４．Ｔｈｅ Ｆｉｒｓｔ Ｈｏｓｐｉｔａｌ ｏｆ Ｊｉ Ｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２１，Ｃｈｉｎａ；５．Ｃｈｉｎａ－Ｊａｐａｎ Ｕｎｉｏｎ Ｈｏｓｐｉｔａｌ ｏｆ Ｊｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００３３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｂｊ ｅｃｔｉｖｅ Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｓ ａｉｍｅｄ ｔｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ＴＳＣ１ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ ｍｉｃｅ ａｂｏｕｔ ｂｏｎｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ａｎｄ ｔｏ ｐｒｏ－ｖｉｄｅ ａ ｓｔａｂｌｅ ａｎｉｍａｌ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｍＴＯＲ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｐａｔｈｗａｙ ｉｎ ｂｏｎｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｍｅｔｈｏｄｓ ８－ｗｅｅｋ－ｏｌｄ ｈｅａｌｔｈｙ ＴＳＣ１ｆｌｏｘ／ｆｌｏｘ ｍｉｃｅ ｈｙｂｒｉｄｉｚｅ ｗｉｔｈ ｌｉｍｂ ｂｕｄ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｒｅｃｏｍｂｉｎａｓｅ（Ｐｒｘ－１－Ｃｒｅ）ｃｈｏｎｄｒｏ－ｃｙ ｔｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔ ｍｉｃｅ，ｃｈｏｎｄｒｏｃｙｔｅ（Ｃｏｌ２ａｌ－Ｃｒｅ）ｍｉｃｅ ａｎｄ ｏｓｔｅｏｂｌａｓｔ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｒｅｃｏｍｂｉｎａｓｅ（Ｏｓｘ－Ｃｒｅ）ｍｉｃｅ．Ｔｈｅｂｒｅｅｄｉｎｇ ｍｉｃｅ ａｒｅ ｃｏｎｔｉｎｕｅｄ ｔｏ ｈｙｂｒｉｄｉｚｅ ｗｉｔｈ ＴＳＣ１ｆｌｏｘ／ｆｌｏｘ ｍｉｃｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｇｅｎｏｔｙｐｅ ａｎｄ ｍＴＯＲ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ｏｆｆ－ｓｐｒｉｎｇ ｍｉｃｅ ｉｓ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｂｙ ＰＣＲ．Ｒｅｓｕｌｔｓ Ａｆｔｅｒ ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ，ｗｅ ｏｂｔａｉｎ ８ｌｉｍｂ ｂｕｄ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＴＳＣ１ｋｎｏｃｋｏｕｔｍｉｃｅ，ｃｈｏｎｄｒｏｃｙｔｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＴＳＣ１ｋｎｏｃｋｏｕｔ ｍｉｃｅ ａｎｄ ｏｓｔｅｏｂｌａｓｔ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＴＳＣ１ｋｎｏｃｋｏｕｔ ｍｉｃｅ．Ａｎｄ ｐ －Ｓ６ｏｆ ｔｈｏｓｅ ３ｔｒａｎｓ－ｇｅｎｉｃ ｍｉｃｅ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｇｒｏｕｐ（Ｐ＜０．０５）．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ Ｌｉｍｂ ｂｕｄ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌ ｓｐ ｅｃｉｆｉｃ ＴＳＣ１ｋｎｏｃｋｏｕｔ ｍｉｃｅ，ｃｈｏｎｄｒｏｃｙｔｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＴＳＣ１ｋｎｏｃｋｏｕｔ ｍｉｃｅ ａｎｄ ｏｓｔｅｏｂｌａｓｔ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＴＳＣ１ｋｎｏｃｋｏｕｔ ｍｉｃｅ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｂｙ Ｃｒｅ／ｌｏｘＰ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｙ ｓｈｏｗ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈ ｍＴＯＲ ａｃｔｉｖｉｔｙ，ａｎｄ ｈａｖｅ ａ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎ ＴＳＣ１ｋｎｏｃｋｄｏｗｎ ｅｆｆｅｃｔ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｓｔｕｄｙ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｂｏｎｅ ａｎｄ ｃａｒｔｉｌａｇｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｂｙ ｍＴＯＲ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｐａｔｈｗａｙ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｇｅｎｅ ｋｎｏｃｋｏｕｔ ｍｉｃｅ；ｂｏｎｅ ａｎｄ ｃａｒｔｉｌａｇｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ；ＴＳＣ１；ｍＴＯＲ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｐａｔｈｗａｙ（Ｃｈｉｎ Ｊ Ｌａｂ Ｄｉａｇ ｎ，２０１９，２３：１２３９） 结节性硬化复合物１（Ｔｕｂｅｒｏｕｓ ｓｃｌｅｒｏｓｉｓ ｃｏｍ－ｐ ｌｅｘ１，ＴＳＣ１），是人类的一种抑癌基因，与哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（Ｔｈｅ ｍａｍｍａｌｉａｎ ｔａｒｇｅｔ ｏｆ ｒａｐ ａｍ－ｙｃｉｎ，ｍＴＯＲ）有着密切的联系。目前研究发现，ｍＴＯＲ能整合细胞内外各种信号，是机体与细胞感受营养的信号通路［１］。ＴＳＣ１位于ｍＴＯＲ信号通路的上游，对ｍＴＯＲ有一定抑制作用。既往研究主要集中ｍＴＯＲ信号通路对心脑疾病及肿瘤发病机制的探讨，而近期实验发现ｍＴＯＲ信号通路在骨骼— ９３２１—中国实验诊断学 ２０１９年７月 第２３卷 第７期
转基因题库
名词解释 1. reverse genetics ◆Reverse genetics, 反向遗传学：由转基因小鼠体系发展而建立的,则先在体外使基因某一片段发生突变，然后导入基因组，从而研究基因结构和功能关系以及建立人类遗传病动物模型．这种从特定基因的改造到整体动物的表型分析的研究思路称为反向遗传学。 2. therapeutic cloning ◆therapeutic cloning，治疗性克隆：是指将病人体细胞核移植到去核的卵母细胞中，在核重新编程(reprogramming)后，供体体细胞核重新获得发育的全能性，并可启动胚胎发育，产生携带有病人基因组的多潜能干细胞；然后，经诱导分化成各种类型的替代细胞，来修复损伤组织或器官的过程。 3. mammary gland bioreactor ◆mammary gland bioreactor：乳腺生物反应器。是将外源基因在乳腺中特异表达，以转基因动物的乳腺组织生产药用蛋白，采用乳腺生物反应器生产药用蛋白是一种全新的生产模式，已经成为生物技术领域发展的重要方向 4. model organigms ◆model organigms 模式生物指那些遗传背景明确，生化生理特性明确特别适于基因组改造和进行相关功能研究的一些生物品系．小鼠，大鼠，线虫，果蝇，斑马鱼等。 5. gene targeting ◆Gene targeting：基因打靶技术,是一种定向改变生物活体遗传信息的实验手段.通过对生物活体遗传信息的定向修饰(包基因灭活,点突变引入,缺失突变,外源基因定位引入,染色体大片段删除等),并使修饰后的遗传信息在生物活体内遗传,表达突变性状,从而研究基因功能等生命科学的重大问题,以及提供相关的疾病治疗,新药筛选评价模型等.它的产生和发展建立在胚胎干细胞(embryonic stem cells)技术和同源重组技术（homologous recombination)成就的基础之上,并促进了相关技术的进一步发展。 ◆gene targeting 基因打靶：是指通过DNA定点同源重组，改变基因组中的某一特定基因，从而在生物活体内研究此基因的功能。基因打靶技术是一种定向改变生物活体遗传信息的实验手段，它的产生和发展建立在胚胎干(ES)细胞技术和同源重组技术成就的基础之上，并促进了相关技术的进一步发展。基因打靶技术将广泛应用于基因功能研究、人类疾病动物模型的研制以及经济动物遗传物质的改良等方面。 6. somatic cell nuclear transfer ◆somatic cell nuclear transfer体细胞核转移，又称体细胞克隆，它是把分化程度较高的体细胞移入去核卵母细胞中，构建新合子的生物技术。它与胚胎克隆技术相比，有两大优点:第一，同一遗传性状供体核的数量可无限获得；第二，可通过对供体细胞的遗传改造加速家畜品种改良或生产转基因动物。 ◆somatic cell nuclear transfer：核移植技术，是指利用显微外科手术的方法将胚胎细胞或成体细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，构建成重组胚，通过体内或体外培养、胚胎移植，产生与供体细胞基因型相同的后代的技术过程，又称为动物克隆技术。 7. positive negative selection
果蝇转基因综述
Development 134, 3571-3584(2007) doi:10.1242/dev.005686 Transgenesis upgrades for Drosophila melanogaster D E V E L O P M E N T
mobilization or transposition (see Fig. 2 and Table 1) (Beall and Rio, 1997). Mobile or autonomous P element transposons encode a functional enzymatic protein called P transposase that catalyzes transposition through both terminal repeats of the transposon. P element-mediated transgenesis requires the separation of the P transposase and the P element transposon backbone (Rubin and Spradling, 1982). A plasmid that encodes P transposase, a so-called helper plasmid, is provided in trans with another plasmid (the transgene) that contains the transposon backbone, the sequence of interest and a marker (see Fig. 2B) (Karess and Rubin, 1984). In vitro synthesized mRNA that encodes the transposase or purified transposase protein itself (Kaufman and Rio, 1991) can also be co-injected with modified P elements. Co-injections limit transposase activity, which is often advantageous. Alternatively, the transposase Fig. 1. Drosophila transgenesis.white +transgene DNA (red) is injected into generation zero Drosophila embryos (G0) of less than 1hour old, which have been obtained from a parental (P) generation.The early developmental stages of Drosophila embryos are characterized by rapid nuclear divisions that occur without accompanying cell divisions, creating a syncytium. Prior to cellularization, pole cells (black) bud off at the posterior end. For germ line transmission to occur, the transgenic DNA must be taken up into the pole cells that are fated to become germ cells. Transgenic DNA integrated into a pole cell (red pole cell) can be transmitted from one generation (G0) to the next (G1 progeny). The resulting integration events are identified using an appropriate marker, such as as white +.When used in a mutant white –strain, this transgene marks transgenic flies by giving them a darker eye color (see Table 2 and Box 3 for more information on the markers used in fly transgenesis). Syncytium white –/white – Pole cell budding Cellularization G0 embryo P G0 G1 white –/white + white –/white – white + Transgene carrying white + transgene D E V E L O P M E N T