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利用胞嘧啶碱基编辑器高效制备奶牛BLG基因敲除胚胎的研究

2024-05-08分类号:S823.3

【作者】丁修虎   丁强   王悦   夏淑雯   赵芳   陈坤琳   吴家顺   何南   仲跻峰   王慧利   李惠侠
【部门】南京农业大学动物科技学院  江苏省农业科学院畜牧研究所江苏省畜禽精准育种工程研究中心农业农村部种养结合重点实验室  山东农业大学动物科技学院  
【摘要】[目的]β-乳球蛋白是由BLG基因编码的蛋白质,是牛乳中主要的过敏原。本试验旨在使用优化后的CBE单碱基编辑器YE1-BE3-FNLS和YE1-AncBE4max对牛胚胎BLG基因进行单碱基编辑,同时对两种单碱基编辑器在牛胚胎BLG基因敲除效果进行评价。[方法]在奶牛的BLG基因的第一外显子上设计sgRNA序列,通过胞嘧啶碱基编辑器将BLG基因第21位密码子CAG突变为TAG实现c*.61C>T(p.Q21*)的转变,获得终止密码子,使蛋白质翻译提前终止,达到基因敲除的目的。通过体外转录获得sgRNA和YE1-BE3-FNLS和YE1-AncBE4max的mRNA,显微注射到奶牛胚胎中。收集囊胚进行胚胎基因组扩增,PCR扩增BLG基因目标序列并进行测序验证编辑效率。根据sgRNA的序列,全基因组选择错配碱基最少的5个潜在脱靶位点进行脱靶检测。[结果]分别检测20枚YE1-BE3-FNLS编辑囊胚和24枚YE1-AncBE4max编辑囊胚,PCR测序,YE1-AncBE4max对牛胚胎BLG基因的靶向编辑效率为79.17%(19/24)高于YE1-BE3-FNLS的靶向编辑效率60%(12/20),而前者存在较大的编辑窗口,可对sgRNA序列上的多个胞嘧啶进行编辑(C1-C9),后者具有较小的编辑窗口为C2-C4;另外,YE1-BE3-FNLS具有较高的靶位点双链编辑效率35%(7/20),而YE1-AncBE4max只有2枚编辑胚胎发生双链编辑,纯合编辑率较低;经分析,两种单碱基编辑器制备的编辑胚胎均未出现插入缺失和脱靶效应。[结论]本文使用的两种胞嘧啶碱基编辑器均能高效制备奶牛BLG基因编辑胚胎,为进一步获得BLG基因单碱基敲除奶牛储备技术方法。
【关键词】CBE  单碱基编辑  奶牛  BLG基因  胚胎验证
【基金】江苏省重点研发项目(BE2021372);; 江苏省农业科学院探索性颠覆性创新计划项目(ZX(21)1214)
【所属期刊栏目】南京农业大学学报
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