精子介导转基因方法(sperm-mediated gene transfer, SMGT)是生产转基因动物的有效途径,具有简便、高效特点,但机制至今不明确,成了限制此方法运用的瓶颈和世界性难题,也造成SMGT存在极大的随机性和不确定性。目前国际上对此研究较少,且主要集中在CD4分子上。众多蛋白质之间在许多重要的生命活动中是彼此协调和控制的,蛋白质相互作用在生命活动中扮演关键角色。我们前期研究证明CD4分子在山羊精子内化外源DNA的过程中起主要作用,本项目以其为诱饵蛋白,⑴利用酵母双杂交系统,筛选并验证与CD4相互作用、参与精子转染外源DNA的新型侯选分子;⑵CD4与候选分子遗传分析和功能鉴定,利用性能测定资料,分析其与山羊精子转染外源DNA性状的关联;⑶CD4和重要候选分子聚合分析,构建其在山羊精子转染外源DNA中调控网络关系,进一步了解CD4功能,为精子介导基因转移机制研究开辟新的思路。
goat;sperm-mediated gene transfer;CD4;yeast two hybrid system;interactive molecules
精子具有主动结合、转运、整合外源DNA的能力,并在受精时导入卵母细胞,获得转基因动物。精子介导转基因方法(sperm-mediated gene transfer, SMGT)是生产转基因动物的有效途径,具有简便、高效特点,但机制至今不明确,方法存在极大的随机性和不确定性。众多蛋白质之间在许多重要的生命活动中是彼此协调和控制的,蛋白质相互作用在生命活动中扮演关键角色。CD4相互作用蛋白的筛选鉴定及功能研究将助于破解SMGT的机制,有理论研究和应用价值。在本项目的资助下,主要进行了(1)建立了酵母双杂交系统,筛选了8个CD4相互作用分子(BSPRY、Pmpcb、RANBP9、Morc2b、Ggnbp2、CD320、Adam2 和Creld2),并对8条阳性基因进行生物信息学分析;(2)构建5个真核表达载体(pCDEF-Myc-MCD4、pCDEF-FLAG-CD44、pCDEF-FLAG-CD20、pCDEF-FLAG-CD1和pCDEF-FLAG-CD46),质粒两两共转293FT 细胞,用免疫共沉淀(Co-IP)方法验证了CD320(CD1)和RANBP9(CD20)与CD4存在相互作用;(3)克隆了山羊CD4、CD320和RANBP9基因,检测了在山羊各个组织的表达量,进行了群体遗传学分析;(4)检测了山羊CD4、CD320和RANBP9蛋白定位、分布及组织定位表达;(5)体内、体外研究了CD320、RANBP9在山羊精子转染外源DNA中的作用,初步表明CD320和RANBP9与CD4一起,是影响山羊精子结合内化外源DNA的关键分子。本项目筛选了2个与CD4相互作用分子,GenBank登录了3条新序列,为精子介导基因转移机制研究开辟了新的思路;发表论文31篇,SCI收录11篇(其中会议论文12篇,SCI收录3篇);出版专著2部,申请专利4项,授权2项;指导研究生8名,已答辩毕业6名,培养年轻教师4名;参加国内外学术会议10次,其中国际会议4次。研究计划全部完成,并达到预期目标。