一种快速构建基因组编辑动物纯系的方法

    技术2025-05-31  17


    本发明属于生物,具体涉及一种基于基因编辑和阳离子聚合物(pei)靶向递送表达cas9和sgrna质粒至亲本性腺,大批量产生基因编辑后的方法。


    背景技术:

    1、成簇的规则间隔短回文重复序列(crispr-cas9 system)技术能够对基因修饰,产生特定功能缺失的突变,这项技术被广泛用于动物中,靶向产生养殖业所需的表型。目前crispr-cas9主要递送方法是通过显微注射,将cas9蛋白和sgrna在体外孵育成核酸核糖体复合物(rnp)通过显微注射器递送至受精卵,达到编辑效果。但因为这种方法产生的后代多为嵌合体,需要进一步回交才可获得纯系,费时费力。此外,也有利用电穿孔技术,通过瞬时高压将细胞的细胞膜打开一些细小的通道,再利用正负电荷相吸的原理将rnp递送进卵中,实现对物种的编辑。但是这种方法不具有普适性,需要对每一种物种优化电压、脉冲时间、脉冲间隔时间等参数。并且,电穿孔技术容易对卵细胞造成损伤,导致受精率和成活率不高,无法实现批量产生基因组编辑后代,第三,因为只处理卵子,产生的是杂合子,需回交才可获得纯系基因组编辑后代。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供可特异性地作用于皱纹盘鲍mstn基因的sgrna,通过与pei转染试剂结合,直接注射至皱纹盘鲍亲本性腺中,可特异性地切割皱纹盘鲍mstn序列,并批量生产基因编辑后代。这样一种基于基因编辑和阳离子聚合物(pei)靶向递送表达cas9蛋白和sgrna质粒至亲本性腺,大批量产生基因编辑后的方法,除可用于皱纹盘鲍基因编辑以外,其原理应该也适用于其它物种。

    2、为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

    3、直接将基因组编辑组件注射到亲本性腺,外源核酸进入生殖细胞并表达cas9和sgrna靶向编辑卵细胞和精细胞,催产受精后产生大批量纯系基因组编辑后代;所述基因组编辑组件包括cas9和sgrna质粒;编辑对象为皱纹盘鲍肌肉生长抑素mstn,所述sgrna可特异性地作用于皱纹盘鲍mstn基因,sgrna序列如seq id no.1所示。

    4、所述直接将基因组编辑组件注射到亲本性腺,具体为:将基因组编辑组件与阳离子聚合物pei转染试剂结合后,直接注射至皱纹盘鲍亲本性腺中。

    5、本发明设计筛选的有效sgrna的序列为:

    6、(1)皱纹盘鲍mstn基因的sgrna序列:acaaccgacatcatcatcattcgg。

    7、所述的具体操作步骤为:

    8、1.以puc57-t7-grna(图2)质粒为模板,设计含有靶点的引物,扩增出具靶点的sgrna的dna模板,以此为模板在体外进行转录。将转录产物与cas9蛋白进行37℃温浴,使其形成rnp复合物,然后作用于皱纹盘鲍mstn基因的pcr产物,检测靶点的活性。

    9、2.将验证具有靶点活性的sgrna与cas9序列连接,构建能够表达sgrna和cas9的质粒,并将该质粒与pei试剂混合,靶向注射到皱纹盘鲍性腺中,转染48h,然后人工催卵催精,并完成受精,检测发现能够对皱纹盘鲍性腺及后代实现基因编辑。

    10、与现有技术相比,本发明的优点在于:

    11、直接在体外处理生殖细胞,能够产生大批量的基因组编辑纯系后代。



    技术特征:

    1.一种快速构建基因组编辑动物纯系的方法,其特征在于,直接将基因组编辑组件注射到亲本性腺,外源核酸进入生殖细胞并表达cas9和sgrna靶向编辑卵细胞和精细胞,催产受精后产生大批量纯系基因组编辑后代;所述基因组编辑组件包括cas9和sgrna质粒;编辑对象为皱纹盘鲍肌肉生长抑素mstn,所述sgrna可特异性地作用于皱纹盘鲍mstn基因,sgrna序列如seq id no.1所示。

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述直接将基因组编辑组件注射到亲本性腺,具体为:将基因组编辑组件与阳离子聚合物pei转染试剂结合后,直接注射至皱纹盘鲍亲本性腺中。

    3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,具体包括如下步骤:


    技术总结
    本发明公开通过将基因组编辑组件(如表达Cas9和sgRNA质粒)与阳离子聚合物(PEI)混合后直接注射到亲本性腺,大批量快速产生纯系基因组编辑后代的方法。本发明根据利用PEI能够与外源核酸形成复合物,并通过细胞膜内吞作用进入细胞内的原理和基因编辑技术的原理设计并鉴别出1个可特异性地作用于皱纹盘鲍MSTN的sgRNA,并直接通过微量注射器,靶向注射皱纹盘鲍性腺,对亲本性腺进行编辑,产生编辑后的卵细胞和精细胞,通过催产受精,产生大批量纯系基因编辑后代。这样一种快速构建基因组编辑动物纯系的方法,除可用于皱纹盘鲍基因编辑以外,其原理应该也适用于其它物种。

    技术研发人员:张子平,王艺磊,张涛
    受保护的技术使用者:福建农林大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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