piggyBac轉(zhuǎn)座系統(tǒng)的功能改進(jìn)及在哺乳動(dòng)物中的應(yīng)用

錢秋杰，車家倩，葉露鵬，鐘伯雄

浙江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，杭州 310058

piggyBac轉(zhuǎn)座系統(tǒng)的功能改進(jìn)及在哺乳動(dòng)物中的應(yīng)用

錢秋杰，車家倩，葉露鵬，鐘伯雄

浙江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，杭州 310058

piggyBac (PB)轉(zhuǎn)座系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)座效率高、刪除精確、半隨機(jī)插入和攜帶片段較大等優(yōu)點(diǎn)。但是作為一種轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)的工具，特別是在哺乳動(dòng)物個(gè)體水平的轉(zhuǎn)基因方面，還需要提高其轉(zhuǎn)基因效率，并降低外源基因隨機(jī)插入對(duì)內(nèi)源基因破壞的風(fēng)險(xiǎn)。近年來(lái)的研究結(jié)果顯示，PB轉(zhuǎn)座系統(tǒng)得到了進(jìn)一步改進(jìn)：采用 PB轉(zhuǎn)座酶與DNA特異性結(jié)合蛋白融合而構(gòu)成的融合型轉(zhuǎn)座酶，表現(xiàn)出外源片段有插入到染色體靶向位點(diǎn)的傾向；采用突變體篩選的方法提高了PB轉(zhuǎn)座酶的活性，獲得了只具有切除活性而沒有插入活性的新型PB轉(zhuǎn)座酶；采用PB轉(zhuǎn)座系統(tǒng)與細(xì)菌人工染色體(Bacterial artificial chromosomes, BAC)載體聯(lián)合使攜帶的外源片段長(zhǎng)度提高到了207 kb。改進(jìn)后的PB轉(zhuǎn)座系統(tǒng)在基因組研究、基因治療、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(Induced pluripotent stem cells, iPSCs)誘導(dǎo)及其分化方面發(fā)揮了較大的作用。文章對(duì)PB轉(zhuǎn)座系統(tǒng)的最新研究進(jìn)展和應(yīng)用前景進(jìn)行了綜述。

piggyBac；轉(zhuǎn)基因；靶向插入；轉(zhuǎn)座

轉(zhuǎn)座子(Transposon)又稱跳躍基因，是能夠在基因組上移動(dòng)的DNA片段，由美國(guó)女科學(xué)家Barbara McClintock最早在 1951年提出[1]，并因此在 1983年獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)及生理學(xué)獎(jiǎng)。轉(zhuǎn)座子分為DNA轉(zhuǎn)座子(DNA transposon)和逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子(Retrotransposon)兩大類，前者以“剪切-粘貼”(cut-paste)的方式將 DNA片段從原始基因位點(diǎn)轉(zhuǎn)移到新的基因位點(diǎn)，后者是將RNA經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄酶反轉(zhuǎn)錄成DNA后再插入到新的基因位點(diǎn)。……