农业生物技术学报

作者：吴彩霞, 刘朝明, 颜泉梅, 欧阳振, 赵宇, 张全军, 樊娜娜, 赖良学

单位：1 吉林大学 动物医学学院,长春 130062; 2 中国科学院 广州生物医药与健康研究院, 广州 510530

关键词：转录激活因子样效应物核酸酶(TALEN)基因编辑技术,Tiki1,基因打靶,猪模型,

基金：国家重点研发计划（No. 2017YFA0105100)和国家973计划（No. 2011CB944200)

Tiki1基因(TraB domain containing protein 2A)在蛙(Xenopus laevis)头部诱导发生过程中起着决定性的作用,但Tiki1在哺乳动物乃至人(Homo sapiens)的早期发育中的功能尚不清楚,与人类在生理学、病理学上都极为相近的猪(Sus scrofa)成为研究Tiki1功能的理想哺乳动物模型。本研究利用转录激活因子样效应物核酸酶(transcription activator-like effector nuclease, TALEN)基因编辑技术针对猪内源性基因Tiki1外显子4设计了1对TALEN质粒,并在猪孤雌激活胚胎水平上进行了TALEN质粒的体外活性检测,比较了设计的TALEN质粒以不同浓度注射时打靶效率及对胚胎发育的影响,并进行了细胞的转染和筛选,结合体细胞核移植技术构建了Tiki1基因打靶猪模型。本研究共计构建了1 922枚基因编辑克隆胚胎并植入8头代孕母猪子宫内,其中3头怀孕到期并顺利分娩,共计获得12头活猪和1头死胎,经酶切鉴定和测序鉴定结果表明其中有4头属于预期的Tiki1基因打靶阳性猪模型。将Tiki1基因打靶阳性猪模型和WT配种,经过足月后顺产分娩获得5头F1代成活仔猪,进一步测序鉴定基因敲除情况,结果表明构建的Tiki1基因打靶阳性猪模型是可以生殖系遗传的,不是嵌合体。本研究首次采用TALEN技术对猪基因组内源性基因Tiki1进行定点修饰,成功且高效率地构建了猪内源性基因Tiki1敲除的大动物模型,为实现大动物高效的基因编辑提供了有力的工具,也为将来建立各种生物医药模型和农业基因改良猪提供了技术基础。

来源：2019年第10期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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