基因工程鼠概述

1. 轉(zhuǎn)基因小鼠

  • Tg表示轉(zhuǎn)基因(transgene),細(xì)分如下:
    1. TgH:同源重組倦西,
    2. TgR:經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄病毒載體感染的插入耳标,
    3. TgN: 非同源插入。
      轉(zhuǎn)入的基因放在圓括號中胜嗓,不用斜體
      轉(zhuǎn)入報告基因或者重組酶系統(tǒng)(例如高职,GFP,lacZ辞州,cre)時初厚,因表達(dá)的組織特異性不同,應(yīng)該在轉(zhuǎn)入基因前表示啟動子孙技,比如Tg(Zp3-cre)

1.1 一般轉(zhuǎn)基因鼠

圖片來自賽業(yè)公眾號
TdTomato大鼠:(SD-Gt(ROSA26)tm1(CAG-LSL-Tdtomato)/Bcgen)
# SD大鼠-Rosa26位點(diǎn)-【啟動子-LSL-目的基因】-來自百奧賽圖产禾。

ROSA-啟動子-((loxp-membrane TdTomato - polyA- loxp)-(membrane eGFP-polyA))
ROSA-pCA-     loxp-mT-pA-loxp                      -  mG-pA
## mTmG小鼠,Cre重組前能夠在膜上發(fā)出紅色熒光牵啦,而被Cre重組后則在膜上發(fā)出綠色熒光

1.2 Cre工具鼠

一般采用原位敲入(KI)技術(shù)亚情,將Cre基因組敲入特定啟動子之后。
根據(jù)位置不同又分為兩類:
①將Cre基因敲入啟動子的第一個起始密碼子之后哈雏;插入起始密碼子之后的Cre蛋白表達(dá)量較高楞件,但可能影響后續(xù)蛋白表達(dá)衫生;
②將Cre基因敲入啟動子后續(xù)蛋白的終止子之前;終止子之前插入的Cre蛋白表達(dá)量相對較低土浸,但不會影響蛋白正常表達(dá)罪针。

  • creER: 為cre重組酶與雌激素受體融合而成,可被tamoxifen激活黄伊。如曾經(jīng)的內(nèi)皮Cre:MGI:3848982:Tg(Cdh5-cre/ER<T2>)1Rha【或?qū)懽?Cdh5(PAC)-CreERT2】
  1. Cdh5: Cadherin 5, type 2 or VE-cadherin (vascular endothelial cadherin) also known as CD144 (Cluster of Differentiation 144), is a type of cadherin. It is encoded by the human gene CDH5.
  2. The tamoxifen-inducible cre/ERT2 sequence was inserted into a PAC (Phage1 artificial chromosome) containing the VE-cadherin gene to generate the transgene construct.
  3. Rha: provided by Ralf H Adams.
  • CreER<T2>:CreER的改進(jìn)版泪酱,T2上標(biāo)。

通過三個點(diǎn)突變改造ER(estrogen receptor,人類雌激素受體)还最,使之不能結(jié)合雌激素墓阀,只能結(jié)合其類似物(Tamoxifen的代謝產(chǎn)物4-OHT),然后進(jìn)核發(fā)揮Cre重組酶活性拓轻,進(jìn)而增強(qiáng)了對cre酶功能的調(diào)控斯撮。

Cre誘導(dǎo)方法。

2. 定點(diǎn)修飾小鼠

  • tm(targeted mutation):利用ES打靶技術(shù)構(gòu)建的小鼠
  • em(endonuclease-mediated mutation):核酸內(nèi)切酶系統(tǒng)(如CRISPR/Cas9)介導(dǎo)的基因修飾扶叉。
    修飾方式上標(biāo)勿锅。
    被定點(diǎn)修飾的基因:用基因符號表示,需要斜體

tm:ES細(xì)胞同源重組技術(shù)

原理 利用Cre-Loxp系統(tǒng)對目的基因進(jìn)行可誘導(dǎo)表達(dá)調(diào)控枣氧,當(dāng)兩個Loxp位點(diǎn)位于同一染色體上且方向一致時溢十,Cre重組酶會特異性的將兩個Loxp位點(diǎn)間的序列切除。構(gòu)建Rosa26-(SA /pCAG)-loxp-Stop-loxp(LSL)-cDNA-pA打靶載體作瞄,轉(zhuǎn)入ES細(xì)胞,獲得在Rosa26目的位置發(fā)生正確同源重組的ES克隆危纫,并將其注射到小鼠囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)宗挥,獲得嵌合鼠,通過與野生型小鼠繁殖得到正確同源重組ES細(xì)胞來源的Knockin小鼠种蝶。Knockin小鼠可與各類表達(dá)Cre重組酶的小鼠雜交契耿,獲得組織特異性表達(dá)的小鼠模型。

em: Crispr/Cas9技術(shù)

原理 根據(jù)Rosa26基因序列設(shè)計合成sgRNA螃征,構(gòu)建含同源序列和目的序列的片段搪桂,與Cas9核酸酶mRNA共同注射到小鼠受精卵胞質(zhì),Cas9 mRNA盯滚、sgRNA與基因組靶序列結(jié)合并切割雙鏈DNA踢械,以含目的片段的同源序列為模版修復(fù)基因組DNA,最終獲得在Rosa26基因intron中定點(diǎn)插入片段的小鼠魄藕。

Rosa26

  • ROSA26(Gt(ROSA)26Sor)是6號染色體上的一個安全區(qū)域内列,本身是一個反義長鏈非編碼RNA基因,已被證明在大部分組織和細(xì)胞中都有表達(dá)背率。
  • 外源性的基因定點(diǎn)插入這個位點(diǎn)不會影響其他基因的表達(dá)话瞧。20 世紀(jì) 90 年代末 由Philipe Soriano 及其同事發(fā)現(xiàn)(pnas.94.8.3789)嫩与。

Gt: gene trap
β-gal: β-galactosidase,經(jīng)典的報告基因交排。
β-geo:另一個報告質(zhì)粒划滋,融合了gal和neoGenes & Dev. 1991. 5: 1513-1523 埃篓。

2.1 基因中插入基因

  • 基因敲入小鼠需要標(biāo)出轉(zhuǎn)入基因处坪,放圓括號中,上標(biāo)都许。


    En1基因編碼區(qū)被Otx2基因取代稻薇。圖片發(fā)自賽業(yè)公號

IRES(Internal ribosome entry site,內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點(diǎn))序列
能招募核糖體對mRNA進(jìn)行翻譯。
將IRES與外源cDNA融合胶征,發(fā)現(xiàn)IRES能獨(dú)立地起始翻譯塞椎。
IRES不僅存在于RNA病毒中,在很多DNA病毒中也頻繁出現(xiàn)睛低,且在哺乳動物案狠、植物以及酵母中均發(fā)現(xiàn)了IRES序列存在,但不同的IRES在功能機(jī)理上有一定差異钱雷。

2.2 基因敲除

類比可知骂铁。

2.3 基因修飾:如flox系統(tǒng)

  • Flp/FRT系統(tǒng),約等于Cre/loxP系統(tǒng)在真核細(xì)胞內(nèi)的同源系統(tǒng)罩抗。
  • FRT(Flp recognition target)
  • 這兩個系統(tǒng)比較明顯的區(qū)別是它們發(fā)揮作用的最佳溫度不同拉庵,Cre重組酶發(fā)揮作用的最佳溫度為37℃,而Flp重組酶為30℃套蒂。因此钞支,Cre/loxP系統(tǒng)最適宜在動物體內(nèi)使用。

Appendix:Jax小鼠命名規(guī)則


JAX小鼠命名規(guī)則.jpg
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