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鱼类因其产卵量大、体外受精、体外发育、胚胎操作简便和易于观察等特点,被选为转基因研究的理想材料。斑马鱼因其个体小、生长速度快、养殖成本低、生命力强和适宜实验室大规模饲养等诸多优点,成为鱼类转基因研究的首选研究对象。斑马鱼被广泛应用于脊椎动物胚胎发育、功能基因组以及人类遗传疾病等方面的研究。
本实验室的前期研究表明,转录辅助因子PC4(Positive Coactivator 4)在脊椎动物早期发育过程中可能扮演着重要的角色。在本实验中,首先把野生型和突变型PC4基因构建在pAAV-IRES-hrGFP表达载体上,并分别尝试用显微注射法和精子介导法将PC4基因转入斑马鱼和团头鲂中,但均未获得转基因个体。显微注射没有成功可能的原因是pAAV-IRES-hrGFP载体基因转移的效率不高;而精子介导法没有得到转基因鱼,除了载体的原因外,选用的对精子电击的电压可能不适合团头鲂。因此,本研究改用pT2AL200R150G作为转基因的载体,希望首先完善转基因的方法。根据其他实验室的经验,pT2AL200R150G载体能够很容易地穿过卵黄膜,因此直接将外源基因注射到卵黄中也能够获得很好的转基因效果。pT2AL200R150G载体还自身携带转座子顺式元件,当与相应转座酶的mRNA-起被注射到受精卵内时可以增加外源基因插入细胞基因组的机会。
此外,pT2AL200R150G上携带增强型绿色荧光蛋白(EGFP)报告基因,能够方便地检测转基因是否成功。本研究用显微注射法将pT2AL200R150G载体和由pCS-TP体外转录而来的转座酶mRNA一起注射到斑马鱼受精卵中,在注射的127个斑马鱼受精卵中,获得了31个EGFP阳性的斑马鱼胚胎。但当这些EGFP阳性的斑马鱼胚胎发育成为幼鱼时,仅有一部分可以检测到EGFP的表达(在观察的8条幼鱼中,仅有3条可以观察到EGFP的表达)。这表明在这些EGFP阳性的斑马鱼胚胎中,外源基因大部分并不是稳定整合的。
本研究已经把野生型和突变型的PC4基因构建到pT2AL200R150G+w载体上,下面打算通过显微注射来获得表达野生型PC4基因或突变型PC4基因的转基因斑马鱼,来初步检测PC4对脊椎动物早期发育的影响。期望用pT2AL200R150G载体建立精子介导的转基因方法,因为pT2AL200R150G载体系统的诸多优点可能使得外源基因成功整合更容易。此外,在利用pAAV-IRES-hrGFP载体进行精子介导法转基因时已经积累了一些经验。比方说,在精子介导法转基因的预备实验中,获得了上千条鱼苗,这表明在体外授精、精子预处理和鱼苗孵化等方面是成功的。期望本研究对精子介导法转基因的条件进行改进,以建立精子介导的转基因技术平台。