Эффективность локального трансгенеза клеток яйцевода кур под воздействием гормональной стимуляции

Автор: Белоглазов Д.В., Волкова Н.А., Волкова Л.А., Зиновьева Н.А.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Генетические основы маркерной селекции, трансгенез

Статья в выпуске: 6 т.50, 2015 года.

Бесплатный доступ

Создание трансгенных кур-биореакторов - перспективное направление биотехнологии. Однако, несмотря на заметные успехи в области трансгенеза птиц, эта задача представляет сегодня определенную проблему, что требует поиска и разработки альтернативных методов направленного переноса генов, один из которых - генетическая трансформация отдельных органов, в частности яйцевода кур (соматический трансгенез). Этот метод позволяет значительно сократить затраты средств и времени на получение трансгенных организмов по сравнению с использованием для адресной доставки ДНК других клеток-мишеней (клеток бластодермы, примордиальных зародышевых клеток, эмбриональных стволовых клеток), проведение генно-инженерных манипуляций с которыми возможно только на эмбриональном материале. Целью настоящей работы было изучение эффективности доставки рекомбинантной ДНК в клетки яйцевода кур in vivo и разработка методических подходов, позволяющих при этом повысить результативность трансгенеза. В работе использовали ретровирусный вектор pLN-GFP, полученный на основе вируса лейкемии мышей Молони (Mo-MuLV), в состав которого была клонирована последовательность маркерного гена GFP (зеленый флюоресцирующий белок). Для упаковки ретровирусного вектора pLN-GFP применяли пакующую клеточную линию GP+envAM12. Оптимальный срок введения генных конструкций определяли на основании анализа пролиферативной активности клеток яйцевода кур кросса Птичное в возрасте 1; 2; 3; 4; 4,5 и 5 мес, а также в возрасте 2 мес через 24 и 48 ч после гормональной стимуляции 0,1 % раствором синэстрола. Введение ретровирусного вектора осуществляли посредством инъекции раствора генной конструкции непосредственно в белковую часть яйцевода кур в возрасте 4 мес без предварительной гормональной стимуляции (I группа) и в возрасте 2 мес через 24 ч после введения синэстрола (II группа). Анализ интеграции и экспрессии рекомбинантной ДНК в клетках яйцевода кур осуществляли в возрасте 6 мес. При гистологическом исследовании максимальную пролиферативную активность клеток белковой части яйцевода наблюдали в период от 4 до 4,5 мес: относительное содержание ДНК в клетках повысилось на 3,4 отн. ед., что было равнозначно увеличению этого показателя за весь предыдущий период с 1-го по 4-й мес. У 2-месячных кур через 24 ч после инъекции синэстрола выявлено значительное изменение структуры яйцеводов, характерное для белковой части этого органа у кур в возрасте 4 мес. Через 48 ч гистоструктура яйцевода соответствовала таковой у половозрелой курицы. Средняя эффективность генетической трансформации клеток яйцевода кур, оцененная по отношению числа трансформированных клеток яйцевода к общему числу исследованных клеток этого типа, составила 17,2±3,1 % в I группе и 57,3±6,3 % во II группе. Таким образом, использование гормональной обработки позволило в 3,3 раза повысить результативность локального трансгенеза клеток яйцевода кур.

Еще

Куры, ретровирусные векторы, трансфекция, трансгенные животные

Короткий адрес: https://sciup.org/142133636

IDR: 142133636   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2015.6.729rus

Список литературы Эффективность локального трансгенеза клеток яйцевода кур под воздействием гормональной стимуляции

  • Зиновьева Н.А., Волкова Н.А., Багиров В.А., Брем Г. Трансгенные сельскохозяйственные животные: современное состояние исследований и перспективы. Экологическая генетика, 2015, XIII(2): 58-76.
  • Byun S.J., Kim S.W., Kim K.W., Kim J.S., Hwang I.S., Chung H.K., Kan I.S., Jeon I.S., Chang W.K., Park S.B., Yoo J.G. Oviduct-specific enhanced green fluorescent protein expression in transgenic chickens. Biosci. Biotechnol. Biochem., 2011, 75(4): 646-649 ( ) DOI: 10.1271/bbb.100721
  • Lillico S.G., Sherman A., McGrew M.J., Robertson C.D., Smith J., Haslam C., Barnard P., Radcliffe P.A., Mitrophanous K.A., Elliot E.A., Sang H.M. Oviduct-specific expression of two therapeutic proteins in transgenic hens. PNAS, 2007, 104(6): 1771-1776 ( ) DOI: 10.1073/pnas.0610401104
  • Kodama D., Nishimiya D., Nishijima K., Okino Y., Inayoshi Y., Kojima Y., Ono K., Motono M., Miyake K., Kawabe Y., Kyogoku K., Yamashita T., Kamihira M., Iijima S. Chicken oviduct-specific expression of transgene by a hybrid ovalbumin enhancer and the Tet expression system. J. Biosci. Bioeng., 2012, 113(2): 146-153 ( ) DOI: 10.1016/j.jbiosc.2011.10.006
  • Harvey A.J., Speksnijder G., Baugh L.R., Morris J.A., Ivarie R. Expression of exogenous protein in the egg white of transgenic chickens. Nat. Biotechnol., 2002, 20(4): 396-399 ( ) DOI: 10.1038/nbt0402-396
  • Kwon M.S., Koo B.C., Choi B.R., Park Y.Y., Lee Y.M., Suh H.S., Park Y.S., Lee H.T., Kim J.H., Roh J.Y., Kim N.H., Kim T. Generation of transgenic chickens that produce bioactive human granulocyte-colony stimulating factor. Mol. Reprod. Dev., 2008, 75(7): 1120-1126 ( ) DOI: 10.1002/mrd.20860
  • Kwon S.C., Choi J.W., Jang H.J., Shin S.S., Lee S.K., Park T.S., Choi I.Y., Lee G.S., Song G., Han J.Y. Production of biofunctional recombinant human interleukin 1 receptor antagonist (rhIL1RN) from transgenic quail egg white. Biol. Reprod., 2010, 82: 1057-1064 ( ) DOI: 10.1095/biolreprod.109.081687
  • Rapp J.C., Harvey A.J., Speksnijder G.L., Hu W., Ivarie R. Biologically active human interferon a-2b produced in the egg white of transgenic hens. Transgenic Res., 2003, 12(5): 569-575 ( ) DOI: 10.1023/A:1025854217349
  • Scott B.B., Velho T.A., Sim S., Lois C. Applications of avian transgenesis. ILAR J., 2010, 51(4): 353-361 ( ) DOI: 10.1093/ilar.51.4.353
  • Ivarie R. Avian transgenesis: progress towards the promise. Trends Biotechnol., 2003, 21: 14-19 ( ) DOI: 10.1016/S0167-7799(02)00009-4
  • Petitte J.N., Mozdziak P.E. Production of transgenic poultry. In: Transgenic animal technology (2nd edition)/C.A. Pinkert (ed.). NY, 2002: 279-306 ( ) DOI: 10.1016/B978-0-08-057480-6.50015-0
  • Волкова Н.А., Волкова Л.А., Фомин И.К., Зиновьева Н.А., Горелик Л.Ш., Лоцманова Н.С. Интеграция и экспрессия маркерных генов в эмбрионах кур при использовании ретровирусных экспрессирующих векторов. Сельскохозяйственная биология, 2013, 2: 58-61 ( , 10.15389/agrobiology.2013.2.58eng) DOI: 10.15389/agrobiology.2013.2.58rus
  • Волкова Н.А., Томгорова Е.К., Багиров В.А., Белоглазов Д.В., Зиновьева Н.А., Волкова Л.А., Эрнст Л.К. Генетическая трансформация клеток кур in vitro и in vivo с использованием ретровирусных векторов. Сельскохозяйственная биология, 2009, 6: 44-48.
  • Kamihira M., Ono K., Esaka K., Nishijima K., Kigaku R., Komatsu H., Yamashita T., Kyogoku K., Iijima S. High-level expression of single-chain Fv-Fc fusion protein in serum and egg white of genetically manipulated chickens by using a retroviral vector. J. Virol., 2005, 79(17): 10864-10874 ( ) DOI: 10.1128/JVI.79.17.10864-10874.2005
  • Smith C.A., Roeszler K.N., Sinclair A.H. Robust and ubiquitous GFP expression in a single generation of chicken embryos using the avian retroviral vector, RCASBP. Differentiation, 2009, 77(5): 473-482 ( ) DOI: 10.1016/j.diff.2009.02.001
  • Scott B.B., Lois C. Generation of tissue-specific transgenic birds with lentiviral vectors. PNAS, 2005, 102(45): 16443-16447 ( ) DOI: 10.1073/pnas.0508437102
  • Mizuarai S., Ono K., Yamaguchi K., Nishijima K.-I., Kamihira M., Iijima S. Production of transgenic quails with high frequency of germ-line transmission using VSV-G pseudotyped retroviral vector. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2001, 286(3): 456-463 ( ) DOI: 10.1006/bbrc.2001.5422
  • McGrew M.J., Sherman A., Ellard F.M., Lillico S.G., Gilhooley H.J., Kingsman A.J., Mitrophanous K.A., Sang H. Efficient production of germline transgenic chickens using lentiviral vectors. EMBO Rep., 2004, 5(7): 728-733 ( ) DOI: 10.1038/sj.embor.7400171
  • Scott B.B., Lois C. Generation of tissue-specific transgenic birds with lentiviral vectors. PNAS USA, 2005, 102(45): 16443-16447 ( ) DOI: 10.1073/pnas.0508437102
  • Chapman S.C., Lawson A., Macarthur W.C., Wiese R.J., Loechel R.H., Burgos-Trinidad M., Wakefield J.K., Ramabhadran R., Mauch T.J., Schoenwolf G.C. Ubiquitous GFP expression in transgenic chickens using a lentiviral vector. Development, 2005, 132: 935-940 ( ) DOI: 10.1242/dev.01652
  • Mozdziak P.E., Borwornpinyo S., McCoy D.W., Petitte J.N. Development of transgenic chickens expressing bacterial β-galactosidase. Dev. Dyn., 2003, 226(3): 439-445 ( ) DOI: 10.1002/dvdy.10234
  • Микроскопическая техника: Руководство/Под ред. Д.С. Саркизова, Ю.П. Перова. М., 1996.
  • Ромейс Б. Микроскопическая техника. М., 1953.
  • Зиновьева Н.А., Попов А.Н., Эрнст Л.К., Марзанов Н.С. Методические рекомендации по использованию метода полимеразной цепной реакции в животноводстве. Дубровицы, 1998.
  • Kusuhara S., Ohashi T. Immunohistochemical detection of estrogen receptors in the magnum and shell gland of the chicken oviduct. Japanese Poult. Sci., 1991, 28: 328-334 ( ) DOI: 10.2141/jpsa.28.328
Еще
Статья научная