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张涌教授科研团队在《Nature Communications》发表论文

  10月14日,我校动物医学院张涌教授科研团队的一篇研究论文“Zinc-finger nickase-mediated insertion of the lysostaphin gene into the beta-casein locus in cloned cows”在《Nature Communications》发表。该论文的第一作者是张涌教授指导的博士研究生刘旭,通讯作者为张涌教授。该项研究得到国家转基因重大专项的资助。

  锌指核酸酶技术是一种基因组编辑的强有力工具,它可在基因组特定位点产生双链断裂(DSB),通过非同源粘性末端连接(NHEJ)或同源重组修复途径(HDR)进行修复。由于上述特点,在锌指核酸酶介导的基因打靶过程中,极易产生错误的非同源粘性末端连接和引入过多的脱靶双链断裂,从而导致打靶效率的降低。由于以上原因,目前尽管锌指核酸酶介导的基因敲除技术在猪,牛等大动物上得到验证,但是利用锌指核酸酶在内源性基因位点上敲入外源基因,并获得转基因大动物,目前还没有成功的文献报道。为了提高基因打靶效率,张涌教授团队在锌指核酸酶一个单体内引入D450A点突变,研制了一个链特异性的锌指切口酶,它可以在基因组DNA上引入单链断裂(SSB)或者切口,从而导致同源重组修复(HDR)。利用该锌指切口酶,张涌教授团队在牛胎儿成纤维细胞上对牛内源性β-酪蛋白位点进行基因打靶,并通过同源重组修复途径将外源的溶葡萄球菌素基因定点插入到该位点。之后通过打靶阳性细胞筛选和基因打靶体细胞克隆技术,获得基因打靶克隆牛8头。经鉴定,上述基因打靶的克隆牛均在预定位点插入了目的基因,并可在乳腺正确表达溶葡萄球菌素蛋白。体外抑菌试验分析表明,上述基因打靶的克隆牛分泌的牛奶具有杀灭葡萄球菌的功能。以上研究不仅创制了一种抗乳腺炎奶牛育种新材料,同时也为农业和生物医药领域带来了一种更高效的转基因新技术。

  张涌教授多年从事牛羊体细胞克隆与转基因技术研究,在国家转基因重大专项和863计划的资助下,创立了牛羊体细胞高效克隆技术和抗病转基因技术,先后克隆高产奶牛五百多头,创制抗乳腺炎、抗结核等重大疾病的牛羊抗病育种材料6个。

终审:吕卫东