基因组编辑通过有针对性地引入天然序列变体,加速遗传增益,为改进当前的牛育种策略提供了机会。这可以通过在修复模板存在的情况下利用编辑器诱导的基因组切割后的同源性定向修复机制来实现。将基因组编辑器引入受精卵并在胚胎中进行编辑的优势在于,活体动物的发育不会受到影响,并且与当代基于胚胎的改良实践保持一致。在我们的研究中,我们调查了引入已知的前黑素体蛋白 17 ( PMEL ) 和催乳素受体 ( PRLR ) 基因的序列变体,并产生完全转化为精确基因型的非嵌合体编辑胚胎的潜力。将 gRNA/Cas9 编辑器注射到牛受精卵中以将 3 bp 缺失变体引入 PMEL 基因,可产生高达 11% 的完全转化胚胎。使用 TALEN 后,转化率提高到 48%,但前提是通过质粒递送。在几种已知 PRLR 序列变体、不同修复模板设计和 DNA、RNA 或核糖核蛋白传递的背景下测试三种 gRNA/Cas9 编辑器,实现了高达 8% 的完全转化率。此外,我们还开发了一种基于活检的非嵌合体胚胎筛选策略,该策略有可能专门生产具有预期精确编辑的非嵌合体动物。
背景:异种抗原是种间异种移植成功的主要问题。GGTA1 编码 α 1,3-半乳糖基转移酶,该酶对半乳糖基-α 1,3-半乳糖的生物合成至关重要,而半乳糖是导致超急性排斥的主要异种抗原。因此,GGTA1 修饰猪是猪对人异种移植的有希望的供体。在本研究中,我们开发了一种通过电穿孔将 CRISPR/Cas9 系统引入体外受精猪受精卵以生成 GGTA1 修饰猪的方法。结果:我们设计了五种针对 GGTA1 中不同位点的向导 RNA (gRNA)。通过电穿孔将 Cas9 蛋白与每一种 gRNA 一起引入后,评估了受精卵发育成的囊胚中的基因编辑效率。使用基因编辑效率最高的 gRNA 生成 GGTA1 编辑猪。在用 Cas9/gRNA 复合物转移电穿孔受精卵后,两头受体母猪产下六头仔猪。深度测序分析显示,六头仔猪中有五头在 GGTA1 的目标区域携带双等位基因突变,没有脱靶事件。此外,用异凝集素 B4 染色证实了 GGTA1 双等位基因突变猪的 GGTA1 功能缺陷。
通过全基因组测序,研究了由单个母株的合子、成熟胚和未成熟胚再生的水稻植株 (Oryza sativa L.,‘Nippon-bare’) 的体细胞克隆变异。还对母株和种子繁殖子代进行了测序。在子代中检测到了 338 个母株序列变异,平均值范围从种子繁殖植株的 9.0 到成熟胚再生体的 37.4。利用种子繁殖植株中的变异计算出的自然突变率为 1.2 × 10 –8,与之前报道的值一致。种子繁殖植株中变异的单核苷酸变异 (SNV) 比例为 91.1%,高于之前报道的 56.1%,且与再生体中的差异不显著。总体而言,如前所述,再生体中 SNV 的转换与颠换比率较低。成熟胚再生的植物的变异明显多于不同子代类型。因此,在水稻遗传操作过程中,使用受精卵和未成熟胚可以减少体细胞克隆变异。
通过全基因组测序,研究了由单个母株的合子、成熟胚和未成熟胚再生的水稻植株 (Oryza sativa L.,‘Nippon-bare’) 的体细胞克隆变异。还对母株和其种子繁殖子代进行了测序。在子代中检测到了 338 个母株序列变异,平均值范围从种子繁殖植株的 9.0 到成熟胚再生体的 37.4。利用种子繁殖植株中的变异计算出的自然突变率为 1.2 × 10 –8,与之前报道的值一致。种子繁殖植株中变异的单核苷酸变异 (SNV) 比例为 91.1%,高于之前报道的 56.1%,且与再生体中的差异不显著。总体而言,如前所述,再生体中 SNV 的转换与颠换比率较低。成熟胚再生的植物的变异明显多于不同子代类型。因此,在水稻遗传操作过程中,使用受精卵和未成熟胚可以减少体细胞克隆变异。
过程如下:在体外转录GRNA。cas9和grnas微注射到C57BL/6JGPT小鼠的受精卵中。受精卵被移植以获得通过PCR和靶标扩增子测序确认的阳性F0小鼠。通过与C57BL/6JGPT小鼠配对阳性F0产生小鼠获得稳定的F1生成小鼠菌株,并通过PCR和靶向Agplicon测序对所需的突变等位基因进行确认。
您必须致电 United HealthCare,电话 1-877-769-7447,选项 1,以获得以下合格程序的授权:人工授精、辅助生殖技术 (ART) 程序,包括体外受精和胚胎植入、配子输卵管内移植 (GIFT)、合子输卵管内移植 (ZIFT)、用于治疗男性不育症的卵胞浆内单精子注射 (ICSI)、辅助孵化和显微外科精子抽吸和提取程序;精子、卵子和/或受精卵的获取以及精子和受精卵的处理和储存。
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请引用本文:Toda and Okamoto,(2020)。通过将大分子直接递送到水稻卵细胞和受精卵中的基因表达和基因组编辑系统,Bio-protocol 10 (14): e3681。DOI:10.21769/BioProtoc.3681。
多细胞的。多细胞生物的有性生殖始于配子的形成或配子发生,即雄配子和雌配子。配子形成过程涉及减数分裂。雄性配子(精子)通过受精过程与雌性配子结合后,将产生一个称为受精卵的单细胞,其中包含来自父母各一组染色体。受精卵会经过一系列的细胞分裂阶段,经历生长发育过程,产生一个新的个体。在本章中,我们将首先讨论(i)细胞水平的繁殖,包括单细胞生物(如原核生物,即细菌)的繁殖,(ii)真核生物的细胞分裂或细胞周期,包括核分裂或所谓的有丝分裂和胞质分裂,以及(iii)配子形成过程中的减数分裂。接下来我们将讨论(iv)种子植物的繁殖和(v)男性和女性生殖器官的结构和功能。