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使用协作交叉小鼠群研究宿主遗传背景对杂合 Smad4 基因敲除体重变化的影响
摘要：肥胖及其伴随疾病已成为全球主要的健康问题，目前肥胖是全球第五大死亡原因。复杂的环境和遗传因素是造成当前肥胖流行的原因。饮食、生活方式、化学物质暴露和其他混杂因素在人类中难以控制。小鼠模型有助于研究遗传性体重增加，因为小鼠的遗传和环境风险因素是可以控制的。对具有各种遗传背景和已建立遗传结构的小鼠品系进行研究，为发现和分析与性状相关的基因组位点提供了无与伦比的机会。在本研究中，我们使用了协作杂交 (CC)，一种大型重组近交系小鼠品系，使用 CC 小鼠的杂合 Smad 4 敲除谱进行预测研究，以了解和有效识别体重增加的倾向。雄性 C57Bl/6J Smad4+/− 小鼠与来自 10 个不同 CC 品系的雌性小鼠交配，产生 F1 小鼠 (Smad4+/− x CC)。每周测量一次体重 (BW)，直至第 16 周，然后每月测量一次，直至研究结束（第 48 周）。评估并呈现所评估特征的遗传力 (H2)。对用于预测小鼠体重变化和基因型的各种机器学习算法进行了比较分析。我们的数据显示，在实验过程中，不同 CC 品系的 F1 小鼠的体重记录在野生型和突变型 Smad4 小鼠之间有所不同。遗传背景会影响体重增加，在杂合 Smad4 敲除的情况下，一些品系体重增加更多，而其他品系体重增加较少，但总的来说，除了少数品系外，突变会导致小鼠超重。在对照组和突变组中，雌性 %BW 的遗传力 (H2) 值高于雄性。此外，具有野生型基因型的两种性别都比突变组表现出更高的遗传力值。逻辑回归使用机器学习提供最准确的小鼠基因型预测。我们计划在更多 CC 品系和每品系小鼠上验证所提出的方法，以扩大机器学习用于 BW 预测的文献。
马立克氏病疫苗诱导白来航鸡初级淋巴器官囊中已知和新型微小RNA的差异表达
摘要 马立克氏病 (MD) 是由 MD 病毒引起的家鸡传染病。MD 主要通过疫苗接种来控制，但世界各地仍时有发生。常用的 MD 疫苗包括 HVT、SB-1 和 CVI988/Rispens，据报道，它们的效力取决于多种因素，包括宿主遗传学。我们之前的研究表明，MD 疫苗的保护效力在不同鸡种之间可能存在巨大差异。深入了解调节疫苗效力的潜在遗传和表观遗传因素将极大地改善更有效疫苗的设计和开发策略。两种高度近交系的白来航鸡接种了 HVT 和 CVI988/Rispens。接种疫苗后 26 天采集法氏囊样本，并进行小 RNA 测序分析以分析微小 RNA (miRNA)。接种 HVT 或 CVI988/Rispens 后，在一个品系（称为品系 6 3 ）中总共鉴定出 589 个和 519 个 miRNA，在另一个品系（称为品系 7 2 ）中鉴定出 490 个和 630 个 miRNA。与同一品系的未接种疫苗组相比，HVT 和 CVI988/Rispens 在品系 6 3 鸟中诱导了互相排斥的 4 个和 13 个差异表达 (DE) miRNA。HVT 未能诱导任何 DE miRNA，而 CVI988/Rispens 在品系 7 2 鸟中诱导了一个 DE miRNA。预测了数千个 DE miRNA 的靶基因，这些靶基因在各种基因本体术语和通路中富集。这一发现表明表观遗传因素 microRNA 很可能参与调节鸡的疫苗保护功效。
CRISPR/Cas9 介导的日本柳杉 (Cryptomeria japonica D. Don) 定向诱变
明显分为阳性和阴性；根据我们的观察，没有子叶表现出嵌合 GFP 荧光（图 4a-j）。在具有活性 GFP 的绿色发芽体细胞胚中，由于叶绿素自发荧光强，几乎观察不到 GFP 荧光；相反，在胚基部的愈伤组织中观察到 GFP 荧光（图 4d，i）。为了研究子叶体细胞胚中的嵌合性，使用 8-30 个子叶胚（来自 6 个品系的 139 个）进行了测序分析。来自品系#47-2 的一个子叶胚在一个体细胞胚中有两种修饰模式。然而，在其他品系中，突变模式在单个子叶胚中明显分开（图 4k）。接下来，通过分析 4 个品系（分别为 #42 - 2、#18、#31 - 2 和 #11）中各 10 个通过体细胞胚胎发生再生的幼苗，分析了突变模式的稳定性。
在突变小鼠品系中，基因通过跳过外显子重新启动转录和翻译，从而超越基因靶向策略
小鼠胚胎干细胞或受精卵中的基因破坏是鉴定体内基因功能的传统遗传学方法。然而，由于不同的基因破坏策略使用不同的机制来破坏基因，这些策略可能导致所得小鼠模型出现不同的表型。为了确定不同的基因破坏策略是否会影响所得突变小鼠的表型，我们对通过三种常用策略（确定性敲除 (KO) 优先和 CRISPR/Cas9）产生的 Rhbdf1 小鼠突变株进行了表征。我们发现 Rhbdf1 对不同的 KO 策略的反应不同，例如，通过跳过外显子并重新启动翻译来潜在地产生获得功能的等位基因，而不是预期的无效或严重的次等位基因。我们的分析还显示，使用 KO 优先策略产生的小鼠中至少有 4% 表现出相互冲突的表型，这表明外显子跳过是整个基因组中普遍存在的现象。此外，我们的研究强调，至少 35% 的小鼠和 45% 的人类蛋白质编码基因可能易于发生靶向 KO 优先和 CRISPR/Cas9 介导的意外翻译。我们的研究结果对基因组编辑在基础研究和临床实践中的应用具有重要意义。简介小鼠在基因上与人类密切相关，因此选择小鼠作为模型系统来破译约 20,000 个蛋白质编码基因的功能，以深入了解人类生物学和疾病。对于大规模小鼠诱变工作，通过小鼠胚胎干 (ES) 细胞中的同源重组进行基因靶向是一种有效且通用的技术。基因靶向涉及确定性无效设计（删除目标基因的整个基因组序列）或靶向敲除 (KO) 优先设计，这提供了多种优势，包括基因破坏和报告标记突变，此外，还允许以组织特异性或时间方式分析基因功能。最近，使用 CRISPR/Cas9 直接破坏受精卵中的基因已经取代了确定性无效和 KO-first 策略。为了确定不同的基因靶向策略是否会影响纯合突变小鼠的表型，我们系统地表征了由这三种 KO 策略（确定性无效、靶向 KO-first 和 CRISPR/Cas9）产生的 Rhbdf1 突变小鼠。Rhbdf1 基因编码 RHBDF1，并被认为在生长发育 [1]、炎症 [2] 和癌症 [3-5] 中起关键作用。确定性无效和靶向 KO-first 策略是强大的高通量方法，可用于 ES 细胞中的大规模基因靶向，以研究数千种哺乳动物蛋白质编码基因，从而更好地了解人类生物学和疾病 [6-8]。在使用确定性无效策略时，基于细菌人工染色体 (BAC) 的打靶载体替换靶基因的整个基因组序列 (补充图 1a)，从而产生无效等位基因。相比之下，靶向 KO-first 方法 [9, 10] 是一种包括可根据所需结果选择的替代步骤的策略，具有高度的通用性，
欧洲斑马鱼资源中心最新动态
Tübingen und Freiburg ENU 筛选和 Sanger ZMP 项目（全基因组蛋白质编码基因敲除） • 为欧洲实验室提供简单且经济高效的途径获取这些品系 • 镜像美国资源中心 ZIRC 的热门品系 • 提供额外资源，如质粒、基因组图谱、筛选、培训