中科院生化与细胞所等 实现点突变小鼠高效制备

来源:中国科学报 / 作者:黄辛 / 2017-08-31
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中科院生化与细胞所李劲松研究组和第二军医大学附属长征医院袁文课题组,结合 CRISPR-Cas9 基因编辑技术和半克隆技术,实现了点突变小鼠的高效制备。相关成果日前在线发表于《遗传学报》。

建立点突变小鼠模型,尤其是致病基因点突变的小鼠模型,对研究基因的功能和疾病的致病机制至关重要。然而,传统的同源重组编辑胚胎干细胞的方法耗时耗力。通过 CRISPR-Cas9 直接注射受精卵可获得携带点突变的小鼠,但这种方法产生携带点突变小鼠的效率不高且存在个体基因型嵌合的现象。

李劲松研究组的前期研究建立了小鼠孤雄单倍体胚胎干细胞及将其注入卵子获得健康小鼠的半克隆技术,并进一步优化该技术获得了能稳定高效产生半克隆小鼠的单倍体干细胞,从而为快速制备携带目的点突变小鼠模型提供了新方法。

此次研究人员采用携带点突变的单链寡脱氧核苷酸(ssODN)作为修复模板与 CRISPR-Cas9 共同转入单倍体细胞中,发现随着目的突变位点与 Cas9 酶切割位点距离的增加,同源重组获得携带突变位点细胞的效率急剧下降。当距离≥10bp 时,采用 ssODN 为模板的效率低至无法检测,无法获得携带这些位点的突变细胞。为此,研究组构建了携带点突变的双链载体作为模板(长度为 258bp~2.1kb),发现可显著提高同源重组效率。同时,当载体长度在 1~1.5kb 时,同源重组效率最高。研究人员进而建立了携带点突变的单倍体细胞系,并通过卵子注射高效获得携带目的点突变的小鼠模型。

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