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pk10平台倪建泉课题组在《Nature Communications》杂志发文报道果蝇中新一代转基因干扰技术 时间:2018-10-09

10月8日,pk10平台pk10平台倪建泉研究组在《Nature Communications》杂志发表了题为“An efficient and multiple target transgenic RNAi technique with low toxicity in Drosophila”的研究论文,报道了一种在果蝇体内高效、特异的新一代转基因干扰技术,在个体水平首次实现同时调控多个基因的表达。


果蝇中转基因干扰技术因为操作简单,适用于大规模筛选,在Gal4/UAS系统的协助下可以实现在特定的组织器官、发育阶段敲低目的基因的表达,而成为研究基因功能最为常见的方法。Gal4/UAS系统的工作原理是利用特定的调控序列,激活Gal4因子的特异性表达,进而启动反应元件UAS,最终实现对目的基因的调控(图1)。这一方式使得UAS-hairpin品系中,靶基因处于沉默状态,便于品系的维持。

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图1. Gal4/UAS系统工作原理


然而,随着使用的深入,现存的转基因干扰技术的一些不足逐渐暴露出来,例如对于基础启动子本底表达shRNA 造成的假阳性结果、高表达基因的低效敲低造成的假阴性结果,以及不能同时敲低多个目的基因的表达等。


为提高转基因干扰技术的效率、特异性和多功能性,我们独立探索并通过更换启动子、加入可以同时表达多个shRNA的linker等改造,成功开发了新一代的转基因干扰技术。与之前的转基因干扰技术相比,其干扰效率高、毒副作用小、特异性高、能够高效地敲低高表达基因,并且首次突破性地实现了在个体水平上同时调控多个基因(图2, 3),这也为研究蛋白质复合物以及功能冗余基因的功能,提供了一套强有力的技术手段。利用新一代转基因干扰技术,我们构建了与人类疾病相关基因高度同源的转基因干扰品系资源库,包含各细胞信号通路基因、RNA 结合蛋白基因以及蛋白激酶基因等。


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图2. pNP系统可以在果蝇的体细胞和生殖细胞中有效地敲低目的基因的表达


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图3. 利用pNP系统可以同时敲低多个基因


利用GMR-Gal4分别敲低chm, Tip60和Gcn5基因或chm-Tip60都不能产生明显表型,只有同时敲低chm, Tip60和Gcn5三个基因,才会导致类似肿瘤的表型。


pk10平台pk10平台倪建泉教授为本文通讯作者。生命科学联合中心博士生乔欢欢,pk10平台pk10平台博士生王芳、徐荣刚,以及pk10平台pk10平台倪建泉课题组博士后孙锦博士等为本文共同第一作者。本研究获得国家自然科学基金和国家科技部等资助。




论文链接:

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-018-06537-y





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