定点突变小鼠命名方法
随着基因编辑技术的发展,基因工程小鼠的构建变得日益简单,它成为了研究人类基因功能的最好的模式动物之一。
虽然基因工程小鼠类别不多,但是其命名冗长复杂,对于这方面研究的科研工作者,还是需要学习一下。我们继续参考International Committee on Standardized Genetic Nomenclature for mice中对大小鼠基因的描述部分。
首先,我们需要明确基因的写法要求
1. 一般在文章书写小鼠基因符号是斜体(Rbp1),首字母大写;当是人源的基因时,字母全部大写,斜体;如果是蛋白质则是全部大写,不用斜体。
2. 一般基因用2-4个字母缩写表示,并尽可能地表达其功能和特点;
3. 字体为新罗马字体和阿拉伯数字组合。
上一期小编带着大家学习了常见的小鼠分类及命名,基因工程小鼠即:野生型小鼠品系和基因符号的组合。
基因工程的小鼠主要分为定点突变(TargetedMutations)和转基因(Transgenes)小鼠。C57BL/6,129,FVB是最常使用的基因工程小鼠。本次小编先带大家了解定点突变(TargetedMutations)小鼠的规则要求。
定点突变(Targeted Mutation)
主要分为ES细胞打靶、核酸内切酶介导的突变、基因捕获突变及增强子捕获等。
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ES细胞打靶
利用同源重组技术对ES细胞特定位点的基因进行改造,通过显微注射或者胚胎融合的方法将遗传修饰的ES细胞引入受体胚胎内,是一种建立在ES细胞与DNA同源重组等技术基础上的分子生物学技术。包括Knock-out,Knock-in及条件敲除等。
基因符号由四部分组成:
①突变的目的基因;
②tm标志代表targeted mutation;
③起源于实验室的序列号;
④实验室注册代号。
前面可以直接加上小鼠品系,具体参考上期常见小鼠品系命名。
1.1 常见举例:
129X1-Cftrtm1Unc :Unc实验室在129X1品系小鼠上靶向Cftr基因的进行的首次突变。
1.2 Knock in:外源基因或者基因片段插入到目的基因,导致外源基因在内源性启动子下表达的突变方式,它的命名基本结构同上,但是信息要复杂一些,如下:129X1-En1tm1(Otx2)Wrst:将129X1品系小鼠上的En1基因的编码区被Otx2基因替代,此突变来源于Wrst实验室。
其他 knockin 形式:
Cd19tm1(cre)Cgn:cre酶基因插入第一个exon区域,cre酶特异性表达于B细胞。
Apoetm1(APOE*2)Mae:人源的APOE2基因(2-4个外显子区域),替代小鼠的Apoe基因,使小鼠不再表达其内源的蛋白。
其他 targeted mutations
1.3 插入RNAi:Genetm#(RNAi:Xyz)Lab code
1.4 Cre-Lox系统:Tfamtm1Lrsn:表示LoxP元件插入Tfam基因中
而Tfamtm1.1Lrsn是指该基因型小鼠与Cre工具鼠杂交,而Cre酶位于Tfam同源染色体的等位基因区段。这样一来,当Tfam的等位基因表达时,一条染色体上的Tfam基因被删除,而另一个等位基因的Tfam则融合Cre正常表达。
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核酸内切酶介导的突变
由核酸内切酶介导的直接修饰多功能细胞或者全能细胞,定点修饰目的基因,通过DNA同源重组(HDR)和非同源末端连接(NHEJ)的DNA修复达到修饰基因的目的。主要是指ZFN,TALENs,CRISPR/Cas9基因编辑技术。
ES细胞基因打靶技术是获取基因编辑小鼠的传统方法,最新的CRISPR/Cas9具有操作简便,靶点选择范围广,作用活性高等优势。
基因符号由四部分组成:
①目的基因;
②上标:em标志代表endonuclease-mediated mutation;
③起源于实验室的序列号;
④实验室注册代号。
FVB-Rab38em1Rkuhn:Ralf Kuhn实验室在FVB小鼠上利用核酸内切酶技术对Rab38基因进行首次突变。
由于核酸酶介导的等位基因突变包括很多种,所以可以在基因位点进行详细描述。
如C57/B6-Apoeem2Cd196:利用核酸酶介导的突变(CRISPR/Cas9简写为C)把C57/B6小鼠的Apoe基因敲除196nt。
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基因捕获突变(Gene Trap Mutations)
将带有报告基因的重组载体随机整合到基因组中,使插入基因被激活或失活,通过检测报告基因的表达来揭示基因表达模式及其功能,类似于靶向基因突变。
基因符号由五部分组成:
①目的基因;
②上标:Gt标志代表Gene Trap;
③()写上报告基因载体信息;
④起源于实验室的序列号;
⑤实验室注册代号。
Akap12Gt(ble-lacZ)15Brr:代表包括Ble(腐草霉素抗性)和LacZ(β-半乳糖苷酶)报告基因载体插入目的基因Akap12,在Brr实验室第15次构建。
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增强子捕获(Enhancer Traps)
用于确定DNA序列中是否包含增强子功能的一项技术。检测的载体含有启动子和报道基因可作表达的标记,从报道基因表达的程度可分析出增强子的存在与否及其强弱。
基因符号由五部分组成:
①目的基因;
②上标:Et标志代表Enhancer Trap;
③()写上cre重组酶;
④起源于实验室的序列号;
⑤实验室注册代号。
Et(icre)1642Rdav:Cre诱导编号为1642的基因序列删除,从而确定被删除的序列是否是gene enhancer。
参考文献:
1.Committee on Standardized Genetic Nomenclature for Mice, Chair: Lyon, M.F.1981. Rules and guidelines for gene nomenclature. In: Genetic Variants andStrains of the Laboratory Mouse, Green, M.C. (ed.), First Edition, GustavFischer Verlag, Stuttgart, pp. 1-7.
2.Committee on Standardized Genetic Nomenclature for Mice, Chairperson: Davisson,M.T. 1996. Rules and guidelines for gene nomenclature. In: Genetic Variants andStrains of the Laboratory Mouse, Lyon, M.F., Rastan, S., Brown, S.D.M. (eds.),Third Edition, Volume 1, Oxford University Press, Oxford, pp. 1-16.
3.Eppig, JT. 2006. Mouse Strain and Genetic Nomenclature: an Abbreviated Guide.In: Fox J, Barthold S, Davvison M, Newcomer C, Quimby F, Smith A (eds) TheMouse in Biomedical Research, Volume 1, Second Edition. Academic Press.pp.79-98.
4.Gaj T, Gersbach CA, Barbas CF 3rd. 2013. ZFN, TALEN, and CRISPR/Cas-basedmethods for genome engineering. Trends Biotechnol 31: 397-405.
5.Wijshake T, Baker DJ, van de Sluis B. 2014. Endonucleases: new tools to editthe mouse genome. Biochim Biophys Acta. 2014 Apr 30
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