CN102127545A - 一种骨骼肌特异性ckm启动子及其应用 - Google Patents
一种骨骼肌特异性ckm启动子及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102127545A CN102127545A CN 201010556722 CN201010556722A CN102127545A CN 102127545 A CN102127545 A CN 102127545A CN 201010556722 CN201010556722 CN 201010556722 CN 201010556722 A CN201010556722 A CN 201010556722A CN 102127545 A CN102127545 A CN 102127545A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- promoter
- gene
- skeletal muscle
- ckm
- cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 210000002027 skeletal muscle Anatomy 0.000 title claims abstract description 33
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 title claims description 4
- 108010042126 Creatine kinase Proteins 0.000 title description 7
- 102000004420 Creatine Kinase Human genes 0.000 title description 6
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 61
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims abstract description 22
- 150000007523 nucleic acids Chemical group 0.000 claims description 16
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 15
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 claims description 9
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims description 3
- 208000035240 Disease Resistance Diseases 0.000 claims description 2
- 230000009261 transgenic effect Effects 0.000 abstract description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 7
- 241000282887 Suidae Species 0.000 abstract description 3
- 235000015277 pork Nutrition 0.000 abstract 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 31
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 20
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 18
- 238000001890 transfection Methods 0.000 description 16
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 14
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 13
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 12
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 12
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 11
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 229920002684 Sepharose Polymers 0.000 description 8
- 239000005090 green fluorescent protein Substances 0.000 description 8
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 8
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 8
- 239000012264 purified product Substances 0.000 description 8
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 7
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 7
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 108700008625 Reporter Genes Proteins 0.000 description 6
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 101100509782 Sus scrofa CKM gene Proteins 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 5
- 210000002216 heart Anatomy 0.000 description 5
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 5
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 5
- 239000013641 positive control Substances 0.000 description 5
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 5
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 5
- FRXSZNDVFUDTIR-UHFFFAOYSA-N 6-methoxy-1,2,3,4-tetrahydroquinoline Chemical compound N1CCCC2=CC(OC)=CC=C21 FRXSZNDVFUDTIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 4
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 4
- 239000012160 loading buffer Substances 0.000 description 4
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 4
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 4
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 description 3
- 102000002260 Alkaline Phosphatase Human genes 0.000 description 3
- 108020004774 Alkaline Phosphatase Proteins 0.000 description 3
- 108020004684 Internal Ribosome Entry Sites Proteins 0.000 description 3
- 108010019160 Pancreatin Proteins 0.000 description 3
- 108091036333 Rapid DNA Proteins 0.000 description 3
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 230000030609 dephosphorylation Effects 0.000 description 3
- 238000006209 dephosphorylation reaction Methods 0.000 description 3
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 3
- 210000003292 kidney cell Anatomy 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- 229940055695 pancreatin Drugs 0.000 description 3
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000003146 transient transfection Methods 0.000 description 3
- 108700028146 Genetic Enhancer Elements Proteins 0.000 description 2
- 238000012408 PCR amplification Methods 0.000 description 2
- 108700009124 Transcription Initiation Site Proteins 0.000 description 2
- 108091023040 Transcription factor Proteins 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 2
- 244000309466 calf Species 0.000 description 2
- 230000024245 cell differentiation Effects 0.000 description 2
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 2
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 2
- 239000013599 cloning vector Substances 0.000 description 2
- CVSVTCORWBXHQV-UHFFFAOYSA-N creatine Chemical compound NC(=[NH2+])N(C)CC([O-])=O CVSVTCORWBXHQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 2
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 2
- 210000002919 epithelial cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 108091006047 fluorescent proteins Proteins 0.000 description 2
- 102000034287 fluorescent proteins Human genes 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000036973 muscularity Effects 0.000 description 2
- 230000002107 myocardial effect Effects 0.000 description 2
- 210000004165 myocardium Anatomy 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 2
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 2
- FVFVNNKYKYZTJU-UHFFFAOYSA-N 6-chloro-1,3,5-triazine-2,4-diamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(Cl)=N1 FVFVNNKYKYZTJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000029816 Collagenase Human genes 0.000 description 1
- 108060005980 Collagenase Proteins 0.000 description 1
- 108700024394 Exon Proteins 0.000 description 1
- 108010043121 Green Fluorescent Proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000004144 Green Fluorescent Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108091092195 Intron Proteins 0.000 description 1
- 108010044467 Isoenzymes Proteins 0.000 description 1
- 241001071864 Lethrinus laticaudis Species 0.000 description 1
- 239000012124 Opti-MEM Substances 0.000 description 1
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 1
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 1
- 108091000080 Phosphotransferase Proteins 0.000 description 1
- 108700026226 TATA Box Proteins 0.000 description 1
- 101001023030 Toxoplasma gondii Myosin-D Proteins 0.000 description 1
- 102000040945 Transcription factor Human genes 0.000 description 1
- 108700019146 Transgenes Proteins 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 1
- 229960002424 collagenase Drugs 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 229960003624 creatine Drugs 0.000 description 1
- 239000006046 creatine Substances 0.000 description 1
- 210000000805 cytoplasm Anatomy 0.000 description 1
- 230000034994 death Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 230000001079 digestive effect Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 210000002257 embryonic structure Anatomy 0.000 description 1
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 210000002837 heart atrium Anatomy 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 210000001161 mammalian embryo Anatomy 0.000 description 1
- 238000000520 microinjection Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004118 muscle contraction Effects 0.000 description 1
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 description 1
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 description 1
- 210000000107 myocyte Anatomy 0.000 description 1
- 210000003360 nephrocyte Anatomy 0.000 description 1
- 230000000050 nutritive effect Effects 0.000 description 1
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 1
- 210000003516 pericardium Anatomy 0.000 description 1
- LFGREXWGYUGZLY-UHFFFAOYSA-N phosphoryl Chemical group [P]=O LFGREXWGYUGZLY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000020233 phosphotransferase Human genes 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000008844 regulatory mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000009666 routine test Methods 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 210000002363 skeletal muscle cell Anatomy 0.000 description 1
- QTENRWWVYAAPBI-YCRXJPFRSA-N streptomycin sulfate Chemical compound OS(O)(=O)=O.OS(O)(=O)=O.OS(O)(=O)=O.CN[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@](C=O)(O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](N=C(N)N)[C@H](O)[C@@H](N=C(N)N)[C@H](O)[C@H]1O.CN[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@](C=O)(O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](N=C(N)N)[C@H](O)[C@@H](N=C(N)N)[C@H](O)[C@H]1O QTENRWWVYAAPBI-YCRXJPFRSA-N 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 230000005026 transcription initiation Effects 0.000 description 1
- 239000012096 transfection reagent Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 150000004670 unsaturated fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000021122 unsaturated fatty acids Nutrition 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
本发明属于生物技术领域,涉及一种骨骼肌特异性启动子及其应用,特别提供了一种骨骼肌特异性表达基因5′调控区特异性启动子及其在转基因猪中的应用,该启动子只在骨骼肌中具有启动特性,而在除骨骼肌外的多种细胞中均无启动活性,可见该基因启动子只在骨骼肌中特异性地启动下游基因的表达,因此能够满足目的基因在骨骼肌中特异性表达的要求,为通过转基因技术来提高猪肉的品质提供了一种重要的元件。
Description
技术领域
本发明涉及分子遗传学领域,具体涉及了一种骨骼肌特异性表达基因5′调控区特异性启动子及其在转基因猪中的应用。
背景技术
真核生物基因表达的时间和水平严格按照发育顺序进行。某些特定基因表达的调节由转录因子特异性结合于调控区相关元件,成为转录起始的关键步骤,并最终导致基因的时间和空间表达。编码组织特异蛋白的基因严格按照组织特异性和发育阶段性表达,为基因表达调控机制提供了很好的研究模式。在特异高效表达的转基因动物中,获得能广泛应用的特异性启动子非常重要。但启动子的特异性由多个元件控制,在不同种类和不同发育时期起关键作用的调控元件并不相同,调控元件和反式作用因子之间的相互作用也十分复杂。因此要使外源基因能够在动物组织中特异高效地表达,必须构建一个可以特异高效表达的动物表达载体,其中启动子的选择是重要的条件之一。
肌酸激酶(Creatine Kinase,CK)通常存在于动物的心脏、肌肉以及脑等组织的细胞浆和线粒体中,是一个与细胞内能量运转、肌肉收缩、ATP再生有直接关系的重要激酶,它可逆地催化肌酸与ATP之间的转磷酰基反应。肌酸激酶有四种同功酶形式:肌肉型、脑型、杂化型和线粒体型。其中肌肉型(Creatine Kinase Muscle,CKM)主要存在于骨骼肌细胞中,猪CKM基因包含八个外显子和七个内含子,编码381个氨基酸。该基因5′调控区包含多个MyoD结合位点,转录起始位点上游-60bp包含一个CAAT Box,-33bp包含一个TATA Box。通过克隆该基因启动子区并在体外分析其启动特性,利用相关序列构建骨骼肌特异性表达载体是一种有效的方法。但是上述的研究均还处在起步阶段,对于转基因猪的培育和提高肉品品质提高均没有起到较好的促进作用。
发明内容
基于上述的原因,本发明的发明人经过研究发现猪肌酸激酶基因5′调控区具有骨骼肌特异性启动特性,并利用这一特性设计了一种骨骼肌特异性表达启动子载体,该启动子可以在转基因猪的培育中应用。该启动子载体具有骨骼肌特异性启动特性,而在除骨骼肌外的多种细胞中均无启动活性,可见该启动子在骨骼肌中特异性地启动下游基因的表达,能够满足目的基因在骨骼肌中特异性表达的要求,为转基因载体提供了一种重要的元件。
本发明所提供的骨骼肌特异性表达基因5′调控区特异性启动子,其基因序列如Seq IDNo:1所示;
除了上述的启动子之外,还可以是该启动子的变体或者片段,均具有如Seq ID No:1所示的基因序列。
“变体”是指对猪CKM启动子Seq ID No:1序列进行一个或者多个碱基的任何取代、变异、修饰、替换、缺失或者添加所产生的序列,该序列仍然表现出类似于Seq ID No:1序列的活性。
“片段”是指基本DNA序列的一个或者多个区域,其仍然类似于猪CKM启动子Seq IDNo:1的活性。
具有上述序列的启动子或其变体,或者片段,具有骨骼肌特异性启动特性,而在骨骼肌之外的多种细胞中均无启动活性,可见该基因启动子在骨骼肌中特异性地启动下游基因的表达,能够满足目的基因在骨骼肌中特异性表达的要求,并能应用于转基因猪的培育中。
应用上述的核酸时,一般采用重组核酸序列,其中含有上述的启动子或其变体,或者片段,这样就可以使于启动子下游的目的基因在骨骼肌中特异性表达,作为分析、开发、改造骨骼肌特性的研究模型。还可以利用已有的分子生物学操作技术获得包含目的基因的重组核酸,通过显微注射等基因导入技术获得转基因胚胎,用于建立转基因动物。重组核酸序列中的目的基因,含有下列的至少一种功能基因,主要包括提高肌肉品质基因,加快生长速度基因,抗病基因,提高饲料报酬的基因以及生产特定药物的基因,这样就可以在获得骨骼肌特异性启动特性之外,提高该重组核酸序列的性能,为转基因猪的培养提供更多的功能性方向,增加其附加产值,如将去饱和脂肪酸酶基因在该启动子指导下表达可以特异性提高骨骼肌中不饱和脂肪酸的含量,提高肉品营养价值。
在获得了上述的重组核酸序列之后,还可以用其建立特殊的表达系统,以便更好的应用于转基因猪的培育过程中。将目的基因重组至该启动子下游,通过基因转入技术使调控区与目的基因共同整合进染色体中,获得转基因动物,在该启动子作用下目的基因仅在骨骼肌中表达,在其他组织器官中不表达,降低目的基因对动物的影响,提高转基因的效果。
本发明主要通过报告基因分析确定该启动子的启动特征。首先构建无启动子绿色荧光蛋白载体,为保证报告基因正确翻译,在绿色荧光蛋白基因上游插入内部核糖体进入位点(IRES)。然后通过PCR或者片段捕获等技术获得骨骼肌中特异性表达的肌酸激酶5′调控区,长度为1.4kb,插入内部核糖体位点上游,得到启动子报告基因分析载体,将CMV启动子(589bp)连入空载体中作为阳性对照,空载体为阴性对照。质粒去内毒素后,转染C2C12小鼠成肌细胞系,同时转染猪原代心肌细胞和猪肾上皮细胞系PK15为对照,转染24h后更换含马血清的诱导培养基至成肌细胞,诱导细胞分化融合,48h后用倒置荧光显微镜观察绿色荧光蛋白表达情况,分析启动子特性。
当上述的启动子,或者重组核酸序列或者表达系统被应用到转基因猪的培育中后,可以有效的提高培育的效果,且通过添加各种功能性基因,使得转基因猪可以获得更好的肌肉品质,更高的生长速度,更好的抗病性以及降低饲养成本,还可以在特定药物的生产中得到更为广泛的应用,对于该领域的研究有着很好的参考价值。
附图说明
图1为CKMF和CKMR引物PCR扩增CKM 5′调控区片段电泳图,泳道1为PCR产物,M为DL2000 Maker;
图2为无启动子CMV Enhancer IRES AcGFP载体图谱;
图3为转染CMV Enhancer CKM Promoter pIRES-AcGFP 48h小鼠C2C12细胞照片,
左侧为80倍光镜下照片,细胞状态良好,右侧为蓝色激发模块下照片,可见GFP表达,CKM Promoter有启动活性;
图4为转染CMV Enhancer CKM Promoter pIRES-AcGFP 48h猪心细胞照片,
左侧为40倍光镜下照片,细胞状态良好,右侧为蓝色激发模块下照片,无GFP表达,CKM Promoter无启动活性;
图5为转染CMV Promoter pIRES-AcGFP 48h猪心细胞照片,
左侧为40倍光镜下照片,细胞状态良好,右侧为蓝色激发模块下照片,可见GFP表达,转染技术有效;
图6为转染CMV Enhancer CKM Promoter pIRES-AcGFP 48h猪肾细胞照片,
左侧为40倍光镜下照片,细胞状态良好,右侧为蓝色激发模块下照片,无GFP表达,CKM Promoter无启动活性;
图7为转染CMV Promoter pIRES-AcGFP 48h猪肾细胞照片,
左侧为40倍光镜下照片,细胞状态良好,右侧为蓝色激发模块下照片,可见GFP表达,转染技术有效;
具体实施方式
在本说明书的上下文中,除非特别指明否则本说明书所用的任何术语具有本领域技术人员在本领域中通常理解的含义,而未注明详细条件的实验方法是按照常规试验方法或按照供应商所建议的操作说明书进行的。
实施例1无启动子IRES-AcGFP载体构建
为了避免分析序列中ATG对报告基因翻译的影响,保证下游报告基因GFP的正确表达,特构建无启动子IRES-AcGFP载体,该载体包含一个内部核糖体进入元件,该方法有利于保留转录起始位点下游的调控元件,可以获得更大的调控区分析区间。以pIRES-AcGFP为骨架,用AseI、Nhe I酶切,回收4723bp片段,得到无CMV启动子的片段;PCR扩增CMV Enhancer元件,下游引物加入Xba I酶切位点及保护性碱基,加粗表示。CMV Enhancer Forward基因序列如Seq ID No:2所示,CMV Enhancer Reverse基因序列如Seq ID No:3所示。
按照如下体系配制PCR反应液:
2×PrimeSTARTM GC Buffer 10μl
dNTP Mixture(2.5mM each) 2μl
CMV Enhancer Forward 0.3μM(final conc.)
CMV Enhancer Reverse 0.3μM(final conc.)
pIRES-AcGFP质粒DNA 1ng
PrimeSTARTM HS DNA Polymerase(2.5U/μl) 0.2μl
H2O 补足至20μl
PCR程序设定如下:
将扩增后的产物与6×Loading buffer混合上样至1%TAE琼脂糖凝胶,5V/cm电泳20min后切胶回收目的片段,按Axygen琼脂糖凝胶纯化试剂盒纯化说明书操作得到纯化产物,用Ase I(Fermentas)和Xba I(Fermentas)酶切纯化产物,酶切之后琼脂糖切胶回收得到粘性末端的CMV Enhancer,将CMV Enhancer元件与酶切后的载体用Rapid DNA Ligation(Fermentas)连接,克隆转化,获得含CMV Ehancer无启动子的pIRES-AcGFP。将完整的CMV启动子正向连入该载体中,得到该载体的阳性对照载体。将包含阴性对照和阳性对照载体的菌液按照1∶500的比例分别接种至含卡那霉素50μg/ml LB培养基中,200rpm剧烈摇晃14h。4℃ 6000×g收集菌体至50ml离心管中,用于无内毒素质粒提取,具体操作按照EndoFree Plasmid Maxi(QIAGEN)说明书进行,纯化得到的质粒A260/280在1.8-1.9之间。
实施例2启动子报告基因载体的构建
基因组提取:取大约克夏猪耳组织,按照TIANamp genomic DNA(天根)试剂盒说明书进行基因组DNA提取。
跟据NCBI(Gene ID:DQ153192.1)设计如下引物,CKMF基因序列如Seq ID No:4所示,CKMR基因序列如Seq ID No:5所示。
按照如下体系配制PCR反应液
2×PrimeSTARTM GC Buffer 10μl
dNTP Mixture(2.5mM each) 2μl
CKMF 0.3μM(final conc.)
CKMF 0.3μM(final conc.)
猪基因组DNA 100ng
PrimeSTARTM HS DNA Polymerase(2.5U/μl) 0.2μl
H2O 补足至20μl
PCR程序设定如下
将扩增后的产物与6×Loading buffer混合上样至0.5%TAE琼脂糖凝胶,5V/cm电泳20min后切胶回收大片段,按Axygen琼脂糖凝胶纯化试剂盒纯化说明书操作得到纯化产物,将纯化产物连入pJET1.2克隆载体(Fermentas)中,克隆转化DH5α,挑取单菌落测序,测序无误后获得CKM启动子-pJET1.2质粒,用Bgl Ⅱ(Fermentas)酶切该质粒,琼脂糖切胶回收CKM 5′调控区如Seq ID No:1所示。
无启动子的pIRES-AcGFP载体用Bgl Ⅱ(Fermentas)酶切,同时加入FastAPTMThermosensitive Alkaline Phosphatase(Fermentas)进行去磷酸化处理,将CKM 5′调控区动子用Rapid DNA Ligation(Fermentas)与去磷酸化的载体连接,并转化DH5α,涂板后挑菌验证插入的正反向,将包含正确插入方向的菌液按照1∶500的比例接种至含卡那霉素50μg/mlLB液体培养基中,200rpm剧烈摇晃14h。4℃ 6000×g收集菌体至50ml离心管中,用于无内毒素质粒提取,具体操作按照EndoFree Plasmid Maxi(QIAGEN)说明书进行,纯化得到的质粒A260/280在1.8-1.9之间。得到重组核酸CMV Enhancer CKM Promoter pIRES-AcGFP载体,并利用瞬时转染细胞的方法在细胞水平上验证CKM启动子的启动特点。
实施例3细胞培养与转染
将出生两日龄二元杂交小猪处死,无菌条件下取出心脏、肾脏至室温的生理盐水中,将心脏在生理盐水中轻轻漂洗后转移至37℃预热的1×PBS(Hyclone)中,冲洗去除血污,撕去心包膜,剪去心房,将心室剪碎成1mm3的小块,加入1×PBS(Hyclone)重悬组织块,静置3min,倒去上清,加入4℃ 0.05%胰酶(Hyclone),置于4℃冰箱中孵育,3h后上下颠倒1次,6h后倒去胰酶,将组织块置于37℃孵育20min,加入37℃10ml完全培养基DMEM/F12(含20%FBS,青霉素100U/ml,链霉素100μg/ml),用吸管轻轻吹打组织块,直至组织块消失,静置30sec,取上层细胞悬液测定细胞活力并计数,将细胞按1×104个/ml接种至完全培养基中,置于37℃,5%CO2培养。
将无菌取出的肾脏,在生理盐水中轻轻漂洗后转移至37℃预热的1×PBS中,冲洗去除血污,脂肪,撕去表面筋膜,剪开肾脏,剪去肾盂仅留肾皮质约1g,将其剪碎成1mm3的小块,加入40ml 1×PBS(Hyclone)重悬组织块,静置3min,倒去上清,加入30ml 37℃0.1%胶原酶,上下颠倒10次,置于37℃孵育60min,加入2ml胎牛血清(Gibco),用吸管轻轻吹打组织块,直至组织块消失,静置1min,取上层细胞悬液测定细胞活力并计数,将细胞按1×104个/ml接种至完全培养基中,置于37℃,5%CO2培养。
小鼠成肌细胞系C2C12培养在含10%胎牛血清(Gibco)的DMEM(Hyclone)培养基中,培养条件为37℃,5%CO2,消化传代保持细胞汇合度在50%,诱导培养基为含2%马血清(Hyclone)的DMEM培养基。
将待转染的细胞用1×PBS(Hyclone)漂洗贴壁细胞两次,加入37℃预热的0.05%胰酶(Hyclone),消化7min,加入无抗生素的完全培养基重悬细胞,细胞计数后每孔按1×104接种至24孔板,24h后用37℃无血清无抗生素DMEM(Hyclone)培养基洗涤细胞一次,每孔加入500μl新鲜的无抗生素的完全培养基,12h后进行转染,此时细胞汇合度为90%~95%。
将阳性对照载体CMV Promoter pIRES-AcGFP,阴性对照载体无启动子CMV Enhancer pIRES-AcGFP,实验载体CMV Enhancer CKM Promoter pIRES-AcGFP三种质粒同时转染小鼠成肌细胞系C2C12,猪心肌细胞,猪肾细胞,每孔将750ng质粒稀释至100μl opti-MEM中,加入0.75μl LipofectamineTM PLUS(Invitrogen)彻底混匀,5min后加入4μl LipofectamineTM LTX(Invitrogen)转染试剂颠倒混匀,25℃孵育,30min后轻轻加至每一孔中,混匀。转染12h后更换诱导培养基至C2C12细胞系中,诱导细胞分化融合。转染48h后与荧光倒置显微镜下观察GFP表达情况。阳性对照载载体反映转染条件有效(图5、图7),阴性对照无绿色荧光蛋白表达。转染CKM Promoter pIRES-AcGFP载体的实验组只有诱导过的C2C12细胞系有绿色荧光蛋白表达(图3),在心肌和肾细胞中均无绿色荧光蛋白表达(图4、图6)。
转染结果表明只有在成熟的肌细胞中猪CKM启动子才有启动活性,在另一种横纹肌心肌细胞中并没有启动活性,在肾上皮细胞中也无启动活性,表明猪CKM启动子具有骨骼肌特异性启动活性,可以驱动目的基因在骨骼肌特异性表达。
实施例4CKM启动子变体功能
根据制造商的说明,利用Stratagene QuikChangeTM定点突变试剂盒(Stratagene),设计突变引物构建该启动子变体,包括核酸的缺失,取代和插入。变更的启动子通过序列测定验证突变。将突变后的启动子重组至目的基因上游,获得重组核酸,该重组核酸通过转基因技术导入动物细胞或胚胎中,可实现目的基因在骨骼肌中的特异性表达。
实施例5串联CKM启动子的应用
跟据NCBI(Gene ID:DQ153192.1)设计如下引物,上下游引物均包含Xho I酶切位点及保护碱基。CKM3F基因序列如Seq ID No:6所示,CKM3R基因序列如Seq ID No:7所示。
PCR程序设定如下
将扩增后的产物与6×Loading buffer混合上样至0.5%TAE琼脂糖凝胶,5V/cm电泳20min后切胶回收1.4kb片段,按Axygen琼脂糖凝胶纯化试剂盒纯化说明书操作得到纯化产物。用XhoI(Fermentas)酶切PCR纯化产物并回收酶切产物。
将CKM Promoter pIRES-AcGFP载体用Xho I(Fermentas)酶切,同时加入FastAPTM Thermosensitive Alkaline Phosphatase(Fermentas)进行去磷酸化处理,将Xho I酶切纯化过的CKM调控区用Rapid DNAL igation(Fermentas)与去磷酸化的载体连接,并转化DH5α,涂板后挑菌验证插入的正反向,将包含正确插入方向的菌液按照1∶500的比例接种至含卡那霉素50μg/ml LB液体培养基中,200rpm剧烈摇晃14h。4℃ 6000×g收集菌体至50ml离心管中,用于无内毒素质粒提取,具体操作按照EndoFree Plasmid Maxi(QIAGEN)说明书进行,纯化得到的质粒A260/280在1.8-1.9之间。得到重组核酸CMV Enhancer double CKM Promoter pIRES-AcGFP载体,并利用瞬时转染细胞的方法在细胞水平上验证双CKM启动子的启动特点。
实施例6CKM启动子片段应用
跟据NCBI(Gene ID:DQ153192.1)设计如下引物,CKM2F基因序列如Seq ID No:8所示,CKM2R基因序列如Seq ID No:9所示。
按照如下体系配制PCR反应液
2×PrimeSTARTM GC Buffer 10μl
dNTP Mixture(2.5mM each) 2μl
CKMF 0.3μM(final conc.)
CKMF 0.3μM(final conc.)
猪基因组DNA 100ng
PrimeSTARTM HS DNA Polymerase(2.5U/μl) 0.2μl
H2O 补足至20μl
PCR程序设定如下
将扩增后的产物与6×Loading buffer混合上样至0.5%TAE琼脂糖凝胶,5V/cm电泳20min后切胶回收大片段,按Axygen琼脂糖凝胶纯化试剂盒纯化说明书操作得到纯化产物,将纯化产物连入pJET1.2克隆载体(Fermentas)中,克隆转化DH5α,挑取单菌落测序,测序无误后获得CKM启动子片段-pJET1.2质粒,用Bgl Ⅱ(Fermentas)酶切该质粒,琼脂糖切胶回收CKM5′调控区如Seq ID No:10所示。
无启动子的pIRES-AcGFP载体用Bgl Ⅱ(Fermentas)酶切,同时加入FastAPTMThermosensitive Alkaline Phosphatase(Fermentas)进行去磷酸化处理,将CKM 5′调控区动子用Rapid DNA Ligation(Fermentas)与去磷酸化的载体连接,并转化DH5α,涂板后挑菌验证插入的正反向,将包含正确插入方向的菌液按照1∶500的比例接种至含卡那霉素50μg/mlLB液体培养基中,200rpm剧烈摇晃14h。4℃6000×g收集菌体至50ml离心管中,用于无内毒素质粒提取,具体操作按照EndoFree Plasmid Maxi(QIAGEN)说明书进行,纯化得到的质粒A260/280在1.8-1.9之间。得到重组核酸CMV Enhancer CKM Promoter pIRES-AcGFP载体,并利用瞬时转染细胞的方法在细胞水平上验证CKM启动子片段的启动特点。
<110>山东农业大学
<120>一种骨骼肌特异性CKM启动子及其应用
<160>10
<210>1
<211>1408
<212>DNA
<213>人工序列
<400>1
cgacttatgg cacgacttca ccttaacccg ctgtgctggg cgggtattga acctgcattg 60
tggcactcct gagacgctgc tgatgccgtc gcgccacagc gggaactcca aggaaaaatt 120
ttctaagcag tctgctcccc accgggaacc cagggagagg cagaggggac cccctttccc 180
cagatgggtc catccttccc gggaagaaat ggggagacca gggaggaggg gaggaacccc 240
agagggaaag gaatggtctc ttttctgttc caatcctggg tactccccgg actcctcctg 300
atccccgggc ttgtccccac ctgccccgcg cttgggctgt agtcttggcg cctcccgggc 360
ggaggaagca gcttcctcta ggtcgtcctc ctgcgtccac agagtctcct caaccccgag 420
agccctgtgc tctgacccga gttgccgccc agcctcctcc ccctgcgggt gggtgtggac 480
gcctccccag ggccggggct gtggctgccc ttgtaaggag gtgaggcctg gggacaccag 540
agaggcctgg ttataattaa ccgggacacg tggccagccc gcccccaaca cctgcccccg 600
cccctgcccc catccccagc gcctcgggtc tcccggagga gacagcgagt agcgagctct 660
aaaaataaac tcccttttct gcaagcctgc aggccctgtc ccctccagcg tggaatcgcc 720
cagtgtcact gggccctgcg ccgcttctgg cctggctctg agtctgaatg gcccccctgg 780
gccctgcctc gtgtcccccc cactgccatc aaggagggaa aacccgctaa gcacaggcat 840
cagggatcag gctgcccagc tcccacctct gcccgggtca caggctccct gtagccgggt 900
gacagtaggc aaatcacgca gcctctctgg gccactattt cctcctctgg ggaaccagac 960
actttggtcc ttctgggatg atggcagggt ttccccagaa gcaggctcag gactttgctg 1020
gggtcaaggg ccaccctggg ggccaaggag agactggccg gcctagcgag ggcccagggg 1080
aggggtggtt tcttcgtgca tgggacagca ttagacacag tacagtgcac gcggctgcga 1140
cccatttgta ccgaccagcc aaactgagca ggtggtctct ggaccagctt ggacagtggg 1200
tggcgagtgg cacgagcacc tgacgtgggc catacacggc catgcggctc gtggcaaggc 1260
aagcctggtt tcacggaggg caaagtgccc acgcagcgaa gagagagcgc agctgccctc 1320
cacccccctc ctggccagcg gcccctcctg accaatagca caacctgggc cccccctata 1380
aaaggccagg gctgcagtcc tgtccttt 1408
<210>2
<211>23
<212>DNA
<213>人工序列
<400>2
ggataaccgt attaccgcca tgc 23
<210>3
<211>26
<212>DNA
<213>人工序列
<400>3
gctctagaca aaacaaactc ccattg 26
<210>4
<211>23
<212>DNA
<213>人工序列
<400>4
cgacttatgg cacgacttca cct 23
<210>5
<211>21
<212>DNA
<213>人工序列
<400>5
aaaggacagg actgcagccc 21
<210>6
<211>29
<212>DNA
<213>人工序列
<400>6
ccctcgagac ttatggcacg acttcacct 29
<210>7
<211>29
<212>DNA
<213>人工序列
<400>7
ccctcgagaa aggacaggac tgcagccct 29
<210>8
<211>22
<212>DNA
<213>人工序列
<400>8
cccagaagca ggctcaggac tt 22
<210>9
<211>22
<212>DNA
<213>人工序列
<400>9
gcgtctgtat cctggaggcg ac 22
<210>10
<211>445
<212>DNA
<213>人工序列
<400>10
cccagaagca ggctcaggac tttgctgggg tcaagggcca ccctgggggc caaggagaga 60
ctggccggcc tagcgagggc ccaggggagg ggtggtttct tcgtgcatgg gacagcatta 120
gacacagtac agtgcacgcg gctgcgaccc atttgtaccg accagccaaa ctgagcaggt 180
ggtctctgga ccagcttgga cagtgggtgg cgagtggcac gagcacctga cgtgggccat 240
acacggccat gcggctcgtg gcaaggcaag cctggtttca cggagggcaa agtgcccacg 300
cagcgaagag agagcgcagc tgccctccac ccccctcctg gccagcggcc cctcctgacc 360
aatagcacaa cctgggcccc ccctataaaa ggccagggct gcagtcctgt cctttgggtc 420
agtgtcgcct ccaggataca gacgc 445
Claims (4)
1.一种骨骼肌特异性CKM启动子,其特征在于:该启动子的基因序列如Seq ID No:1所示。
2.一种重组核酸序列,其特征在于:序列中包含有基因序列如Seq ID No:1所示的启动子或者该启动子的变体,或者片段。
3.根据权利要求2所属的重组核酸序列,其特征在于:序列中还包含有至少一种功能基因,所述功能基因包括提高肌肉品质基因或加快生长速度基因或抗病基因或提高饲料报酬的基因或生产特定药物的基因或其组合。
4.一种表达系统,其特征在于:包含有如权利要求2或3所述的重组核酸序列。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201010556722 CN102127545A (zh) | 2010-11-24 | 2010-11-24 | 一种骨骼肌特异性ckm启动子及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201010556722 CN102127545A (zh) | 2010-11-24 | 2010-11-24 | 一种骨骼肌特异性ckm启动子及其应用 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102127545A true CN102127545A (zh) | 2011-07-20 |
Family
ID=44265819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 201010556722 Pending CN102127545A (zh) | 2010-11-24 | 2010-11-24 | 一种骨骼肌特异性ckm启动子及其应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102127545A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102649960A (zh) * | 2012-05-29 | 2012-08-29 | 山东农业大学 | 一种骨骼肌特异性MYHC-II b启动子及其应用 |
CN102676527A (zh) * | 2012-05-29 | 2012-09-19 | 山东农业大学 | 一种骨骼肌特异性MYHC-IIx启动子及其应用 |
CN102676528A (zh) * | 2012-05-30 | 2012-09-19 | 山东农业大学 | 一种骨骼肌特异性MYHC-Ⅱa启动子及其应用 |
CN105200058A (zh) * | 2015-10-16 | 2015-12-30 | 中国农业大学 | 一种牛肌肉增强子及其应用 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1575301A (zh) * | 2000-12-12 | 2005-02-02 | 贝勒医学院 | 对雌性动物施用核酸序列 |
CN1705743A (zh) * | 2002-11-04 | 2005-12-07 | Cho-A制药有限公司 | 猪uroplakinⅡ启动子和使用所述启动子生产有用蛋白质的方法 |
-
2010
- 2010-11-24 CN CN 201010556722 patent/CN102127545A/zh active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1575301A (zh) * | 2000-12-12 | 2005-02-02 | 贝勒医学院 | 对雌性动物施用核酸序列 |
CN1705743A (zh) * | 2002-11-04 | 2005-12-07 | Cho-A制药有限公司 | 猪uroplakinⅡ启动子和使用所述启动子生产有用蛋白质的方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 20060520 凌先锋 《猪TXNIP、CKM和ACTC基因的初步研究》 全文,具体参见附录2、第48页第4.7节 1-4 , * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102649960A (zh) * | 2012-05-29 | 2012-08-29 | 山东农业大学 | 一种骨骼肌特异性MYHC-II b启动子及其应用 |
CN102676527A (zh) * | 2012-05-29 | 2012-09-19 | 山东农业大学 | 一种骨骼肌特异性MYHC-IIx启动子及其应用 |
CN102649960B (zh) * | 2012-05-29 | 2013-05-08 | 山东农业大学 | 一种骨骼肌特异性MYHC-II b启动子及其应用 |
CN102676528A (zh) * | 2012-05-30 | 2012-09-19 | 山东农业大学 | 一种骨骼肌特异性MYHC-Ⅱa启动子及其应用 |
CN102676528B (zh) * | 2012-05-30 | 2013-08-07 | 山东农业大学 | 一种骨骼肌特异性MYHC-Ⅱa启动子及其应用 |
CN105200058A (zh) * | 2015-10-16 | 2015-12-30 | 中国农业大学 | 一种牛肌肉增强子及其应用 |
CN105200058B (zh) * | 2015-10-16 | 2018-04-10 | 中国农业大学 | 一种牛肌肉增强子及其应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW200817512A (en) | Human artificial chromosome (hac) vector, and human cell pharmaceutical comprising human artificial chromosome (hac) vector | |
CN102373235A (zh) | 一种将外源基因转入杨树原生质体进行瞬时表达的方法 | |
CN101550427B (zh) | 一种检测Cre位点特异重组酶活性转基因报告猪重构胚构建的方法 | |
CN111019971A (zh) | 在rosa26位点条件性过表达hpv e6基因小鼠模型的构建方法 | |
CN102154288B (zh) | 一种骨骼肌特异性capn3启动子及其应用 | |
CN112680443B (zh) | 一种启动子pCalm1及其应用 | |
CN102127545A (zh) | 一种骨骼肌特异性ckm启动子及其应用 | |
JP2023011736A (ja) | 核酸封入aav中空粒子 | |
CN103695451A (zh) | 唾液腺组织特异性表达外源蛋白的转基因载体和转基因猪及其构建方法 | |
CN102127546B (zh) | 一种骨骼肌特异性actin启动子及其应用 | |
CN102747102B (zh) | 一种hsa乳腺特异性表达载体及其构建的重组细胞 | |
CN111944810B (zh) | 靶向敲除TNFα基因的sgRNA和敲除TNFα基因的猪胚胎成纤维细胞系及其应用 | |
CN106978416A (zh) | 一种基因定位整合表达系统及其应用 | |
CN102643816B (zh) | 绵羊角蛋白31皮肤毛囊特异性启动子及其克隆 | |
CN109055379B (zh) | 一种转基因鸡输卵管生物反应器的制备方法 | |
CN102676528B (zh) | 一种骨骼肌特异性MYHC-Ⅱa启动子及其应用 | |
CN102676527B (zh) | 一种骨骼肌特异性MYHC-IIx启动子及其应用 | |
CN109576304A (zh) | 一种通用型转录组编辑载体及其构建方法 | |
CN102643817B (zh) | 绵羊k71皮肤毛囊特异性启动子及其克隆 | |
CN103421793A (zh) | 猪肝脏特异性表达基因ttr启动子的克隆及应用 | |
CN101851638A (zh) | 一种包含Ipr1巨噬细胞异性表达载体的牛胎儿成纤维细胞 | |
KR20140046599A (ko) | 모기 비텔로제닌 프로모터 및 전사활성 단백질을 이용한 곤충세포 외래단백질 발현 시스템 | |
KR100441384B1 (ko) | 인간 혈청 알부민-팀프-2 융합 단백질 발현시스템 및재조합 인간 혈청 알부민-팀프-2 융합 단백질 | |
CN102649960A (zh) | 一种骨骼肌特异性MYHC-II b启动子及其应用 | |
Gao et al. | Transfection and expression of exogenous gene in laying hens oviduct in vitro and in vivo |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110720 |