豬和兔是重要的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物和生物醫(yī)藥用動(dòng)物,對(duì)豬和兔進(jìn)行高效精確的基因編輯并獲得基因修飾豬和兔模型具有非常重要的意義。在農(nóng)業(yè)育種方面,基因修飾豬和兔模型可以成功提高動(dòng)物個(gè)體生長(zhǎng)速度,改良生產(chǎn)和抗病抗逆性狀等,大大加速優(yōu)良新品種的培育進(jìn)程。在生物醫(yī)藥領(lǐng)域方面,由于物種差異性的存在,僅利用小鼠,大鼠等小型嚙齒類(lèi)動(dòng)物模型幾乎不能完全模擬人類(lèi)的各種復(fù)雜的生命動(dòng)態(tài)過(guò)程,例如模擬人類(lèi)早期胚胎發(fā)育,特定組織器官生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程以及人類(lèi)疾病發(fā)生發(fā)展等。豬和兔是一種理想的大動(dòng)物模型,相較于靈長(zhǎng)類(lèi)大動(dòng)物模型而言,豬和兔繁殖周期更短,產(chǎn)仔數(shù)量更多,倫理道德限制更少;與嚙齒類(lèi)動(dòng)物相比豬和兔在解剖及生理、生化特征以及營(yíng)養(yǎng)代謝和免疫系統(tǒng)等方面與人更為接近。很多研究無(wú)法直接在人體中進(jìn)行,可以構(gòu)建基因修飾豬和兔模型進(jìn)行更廣泛的實(shí)驗(yàn)和評(píng)估,此外,基因修飾豬和兔模型對(duì)于特定基因的功能研究,在組織或器官生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程的作用等生命動(dòng)態(tài)過(guò)程研究方面具有重要的研究?jī)r(jià)值。哈佛大學(xué)教授賀熹《Cell》文章證實(shí),Tiki1在爪蟾頭部生成和發(fā)育的誘導(dǎo)過(guò)程中起著決定性的作用,而Tiki1基因在哺乳動(dòng)物系統(tǒng)中發(fā)揮的功能和作用機(jī)制尚未有報(bào)道。Tik... 

【文章來(lái)源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：102 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

ZFNs（A）與TALEN（B）結(jié)構(gòu)示意圖引自(Gajetal.,2013)，稍作改動(dòng)

吉林大學(xué)博士學(xué)位論文6圖2：TAL效應(yīng)因子(a)和TALEN結(jié)構(gòu)(b)Figure2:TALeffectfactor(a)andTALENstructure(b)像ZFN一樣，TALENs同樣由DNA識(shí)別區(qū)和切割區(qū)兩部分融合蛋白構(gòu)成，識(shí)別區(qū)由多個(gè)串聯(lián)TAL效應(yīng)子組成，切割區(qū)域由非特異性核酸內(nèi)切酶FokⅠ酶切域組成（如圖2）[44]。TALENs識(shí)別區(qū)域的TAL效應(yīng)子重復(fù)單元以兩個(gè)氨基酸對(duì)應(yīng)一個(gè)DNA堿基的識(shí)別模式特異性識(shí)別并結(jié)合對(duì)應(yīng)的DNA序列，此過(guò)程具有高度的專(zhuān)一性，與之相連的核酸酶可以將結(jié)合位點(diǎn)附近的雙鏈DNA切開(kāi)。斷開(kāi)的雙鏈DNA會(huì)激活修復(fù)功能，在修復(fù)過(guò)程中會(huì)發(fā)生堿基的缺失、插入、同源交換等（如圖3）突變[45]。圖3：基于TALEN的幾種基因修飾情況（引自趙開(kāi)軍(96)）Figure3:SeveralgeneticmodificationsbasedonTALEN(citedfromZhaoKaijun(96))3.3.2TALENs技術(shù)的基因修飾方式（1）基因敲除將相匹配的兩個(gè)TALEN質(zhì)粒共轉(zhuǎn)入細(xì)胞中即可實(shí)現(xiàn)靶基因敲除。由于FokI酶可在兩個(gè)靶位點(diǎn)之間剪切DNA，細(xì)胞可以通過(guò)非同源末端連接(NHEJ)修復(fù)DNA，造成移碼，形成目標(biāo)基因敲除突變體。（2）同源重組在TALEN質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)胞的同時(shí)導(dǎo)入靶點(diǎn)同源序列作為模板，當(dāng)產(chǎn)生DSB后，可通過(guò)同源重組的方式修復(fù)DNA。對(duì)于突變的基因，可以利用同源重組的

吉林大學(xué)博士學(xué)位論文6圖2：TAL效應(yīng)因子(a)和TALEN結(jié)構(gòu)(b)Figure2:TALeffectfactor(a)andTALENstructure(b)像ZFN一樣，TALENs同樣由DNA識(shí)別區(qū)和切割區(qū)兩部分融合蛋白構(gòu)成，識(shí)別區(qū)由多個(gè)串聯(lián)TAL效應(yīng)子組成，切割區(qū)域由非特異性核酸內(nèi)切酶FokⅠ酶切域組成（如圖2）[44]。TALENs識(shí)別區(qū)域的TAL效應(yīng)子重復(fù)單元以兩個(gè)氨基酸對(duì)應(yīng)一個(gè)DNA堿基的識(shí)別模式特異性識(shí)別并結(jié)合對(duì)應(yīng)的DNA序列，此過(guò)程具有高度的專(zhuān)一性，與之相連的核酸酶可以將結(jié)合位點(diǎn)附近的雙鏈DNA切開(kāi)。斷開(kāi)的雙鏈DNA會(huì)激活修復(fù)功能，在修復(fù)過(guò)程中會(huì)發(fā)生堿基的缺失、插入、同源交換等（如圖3）突變[45]。圖3：基于TALEN的幾種基因修飾情況（引自趙開(kāi)軍(96)）Figure3:SeveralgeneticmodificationsbasedonTALEN(citedfromZhaoKaijun(96))3.3.2TALENs技術(shù)的基因修飾方式（1）基因敲除將相匹配的兩個(gè)TALEN質(zhì)粒共轉(zhuǎn)入細(xì)胞中即可實(shí)現(xiàn)靶基因敲除。由于FokI酶可在兩個(gè)靶位點(diǎn)之間剪切DNA，細(xì)胞可以通過(guò)非同源末端連接(NHEJ)修復(fù)DNA，造成移碼，形成目標(biāo)基因敲除突變體。（2）同源重組在TALEN質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)胞的同時(shí)導(dǎo)入靶點(diǎn)同源序列作為模板，當(dāng)產(chǎn)生DSB后，可通過(guò)同源重組的方式修復(fù)DNA。對(duì)于突變的基因，可以利用同源重組的

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]TALENs:植物基因組定點(diǎn)剪輯的分子剪[J]. 趙開(kāi)軍,楊兵.  中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué). 2012(14)
[2]Mouse models of pancreatic cancer[J]. Marta Herreros-Villanueva,Elizabeth Hijona,Angel Cosme,Luis Bujanda.  World Journal of Gastroenterology. 2012(12)

碩士論文
[1]豬Tiki基因的初步研究及Tiki1基因打靶載體的構(gòu)建[D]. 張翼.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3337082