转基因构建物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种转基因构建物及在制备p53定点敲出和双荧光报告基因组织特异性表达基因编辑小鼠中的应用。将小鼠位于第11号染色体上的mTrp53基因片段定点全部敲出，同时将同等长度的基因片段敲入到上述位点，使得firefly luciferase基因的表达受内源性p53基因启动子的调控，mCherry的表达依赖于Cre重组酶的组织特异性表达。制备基因定点敲出/敲入分子影像小鼠模型，用于研究p53基因转录调控机制；利用小动物成像系统实时无创伤监测由于p53基因敲出对小鼠遗传、发育、生长和肿瘤发生及转移的影响，研究肿瘤发生的器官选择性分子机制及观察肿瘤治疗药物的器官靶向性，建立了进行肿瘤药物治疗药效学评价的重要模型，具有应用价值。

Transgenic construction and its application

The invention discloses a transgene construct and preparation of p53 luciferase and point out tissue specific expression gene editing application in mice system. The mice in mTrp53 gene on chromosome eleventh, designated all win, at the same time in the same length gene fragment to the site, the expression of firefly luciferase gene regulated by endogenous p53 gene promoter, tissue-specific expression of mCherry dependent expression of Cre recombinase. Preparation of fixed-point knock-out / knock in mouse model for the study of molecular imaging, the transcriptional regulatory mechanism of p53 gene; real-time noninvasive monitoring of p53 gene knockout mice due to genetic, development, growth and tumorigenesis and metastasis by using the imaging system for small animal organs, selective molecular mechanism and tumor therapeutic drug research for tumors in the organ targeting, established an important model to evaluate the efficacy of the drug treatment of tumor, and has application value.

【技术实现步骤摘要】
转基因构建物及其应用
本专利技术属于基因工程领域，特别涉及一种转基因构建物及在制备p53基因全部阅读框定点敲出和双报告基因组织特异性表达分子影像小鼠中的应用。
技术介绍
将外源基因导入动物机体或敲出动物机体内源性基因或深入探讨基因功能需要转基因技术，特别地，探讨基因在动物机体的功能或改良生物性状，研究基因在疾病特别是肿瘤发生、发展和转移中的作用，需要采用转基因过表达或基因敲出技术。疾病相关动物模型在阐明基因功能、人类重大疾病发病机制及新药研发等方面为人类健康与进步做出了巨大贡献。肿瘤发生的组织特异性和器官选择性相关机制研究是肿瘤研究领域的一大难题，目前符合临床发病规律的动物模型十分匮乏。荧光蛋白的发现和分子影像学技术的出现为肿瘤的早期发现，研究肿瘤发生、发展和转移相关机制提供了重要手段和新途径。抑癌基因p53在大多数的人类癌症如白血病，淋巴瘤，肉瘤，脑瘤，乳腺癌，胃肠道癌及肺癌等癌症中常呈失活现象，其突变可高达50％以上，因此它是人类恶性肿瘤中最常见的基因改变。p53基因的产物具有调节细胞周期和细胞凋亡，参与DNA修复，调控肿瘤新生血管形成等功能。p53发生缺陷的肿瘤细胞不易发生凋亡，维持了肿瘤细胞的生存，也增加了对化疗药物和放射治疗的耐药性和不敏感性。因此，p53的生物学调控在调节正常细胞的生长，控制肿瘤形成及癌症的治疗中起着至关重要的作用。目前还没有p53基因全部阅读框敲出和双荧光报告基因组织特异性表达基因编辑小鼠，因此本领域迫切需要建立和开发该种工具小鼠。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种转基因构建物及制备p53定点敲出和双荧光报告基因组织特异性表达分子影像小鼠中的应用。本专利技术的另一个目的是将基因敲出、基因敲入技术同分子影像学技术有效结合起来，利用小动物成像系统等多种分子影像学技术手段实时无创伤检测转基因动物由于p53基因缺失对基因转录调控机制的影响；通过构建mCherry组织特异性表达模型，为研究肿瘤发生的器官选择性分子机制及观察肿瘤治疗药物的器官靶向性建立一个生物模型。本专利技术的第一方面，提供一种转基因构建物，所述的基因构建物包括包括小鼠位于第11号染色体上的mTrp53基因(GenBankaccessionnumber:NM_0116403；Ensembl：ENSMUSG00000059552)的从位于第二外显子的翻译起始密码子ATG开始上游4953bp的5′同源臂基因组DNA片段、一种基因表达盒以及从位于第11外显子的翻译终止密码子TGA开始下游2487bp的3′同源臂基因组DNA片段。该基因构建物可与小鼠mTrp53基因的位于第二外显子ATG开始上游4953bp和位于第11外显子的终止密码子TGA开始下游2487bp基因组DNA片段发生同源重组，将该区间基因组DNA片段敲出，同时将相等长度的基因表达盒DNA片段定点敲入到该区间。其中所述5′同源臂基因组DNA片段的核苷酸序列如SEQIDNO.:1所示；其中所述3′同源臂基因组DNA片段的核苷酸序列如SEQIDNO.:2所示。上述方案中，所述的转基因构建物将与小鼠位于第11号染色体上的mTrp53基因的第二外显子的翻译起始密码子ATG开始上游4953bp和位于第11外显子的翻译终止密码子TGA开始下游2487bp基因组DNA片段发生同源重组，将该区间基因组DNA片段敲出，同时将相等长度的基因表达盒定点敲入到该区间，该转基因构建物敲出基因组区间结构框架如图二所示。本专利技术的第二方面，提供了一种基因表达盒，所述的基因表达盒从5’至3’依次具有下述元件：萤火虫荧光素酶(Fireflyluciferase)表达基因、PolyA元件、CAG启动子元件、LoxP位点序列、PolyA元件、LoxP位点序列、mCherry荧光蛋白表达基因、PolyA元件、neomycin抗性表达基因。上述方案中，所述的基因表达盒中的萤火虫荧光素酶(Fireflyluciferase)表达基因受小鼠p53基因内源性启动子调控。上述方案中，所述的基因表达盒中的mCherry荧光蛋白表达基因的表达受基因表达盒中的CAG启动子元件调节。所述的基因表达盒中CAG启动子元件和mCherry荧光蛋白表达基因之间存在LoxP位点序列、PolyA元件、LoxP位点序列，使得正常情况下CAG启动子无法启动mCherry荧光蛋白表达基因的表达。所述的基因表达盒中的CAG启动子启动mCherry荧光蛋白表达基因的表达受外源性Cre转基因的表达所调控。本专利技术的第三方面，提供了一种载体，所述载体含有或本专利技术第一方面所述的转基因构建物，或第二方面所述的基因表达盒。在另一个优选例中，所述载体选自细菌质粒、噬菌体、酵母质粒、病毒、或动物细胞载体、穿梭载体。本专利技术的第四方面，提供了一种宿主细胞，所述宿主细胞含有专利技术第三方面所述的载体，或其染色体整合有第一方面所述的转基因构建物，或其染色体整合有专利技术第二方面所述的基因表达盒。在另一个优选例中，所述宿主细胞的染色体含有一个或多个拷贝的专利技术第一方面所述的转基因构建物或第二方面所述的基因表达盒。在另一个优选例中，所述的宿主细胞选自下组：原核细胞(如大肠杆菌)，低等真核细胞(如酵母细胞)、或高等真核细胞(如动物细胞)。在另一个优选例中，所述的宿主细胞为小鼠细胞。本专利技术的第五方面，提供了第一方面所述的转基因构建物，或专利技术第二方面所述基因表达盒的用途，用于精确定点敲出小鼠mTrp53基因的从位于第二外显子ATG开始到位于第11外显子的终止密码子TGA之间的基因组DNA片段，同时将相等长度的基因表达盒DNA片段定点敲入到该区间。构建p53基因全部阅读框定点敲出和双报告基因组织特异性表达分子影像基因编辑小鼠模型。本专利技术的第六方面，提供了一种制备转基因动物的方法，包括如下步骤：(1)提供转基因动物细胞，所述动物细胞含有专利技术第三方面所述的载体，或其染色体整合有第一方面所述的转基因构建物，或其染色体上整合有第二方面所述的基因表达盒；(2)将步骤(1)所述的转基因细胞再生为动物，从而获得转基因动物。本专利技术的第七方面，提供了一种转基因动物的用途，所述的转基因动物是用专利技术第六方面所述的方法制备的，所述的转基因动物用于研究p53基因敲出对小鼠遗传、发育、生长和肿瘤发生及转移的影响，研究肿瘤发生的器官选择性分子机制以及观察肿瘤治疗药物的组织器官靶向性、特异性。本专利技术的第八方面，提供了一种在动物中表达萤火虫荧光素酶(Fireflyluciferase)基因的方法，包括如下步骤：(1)提供专利技术第一方面所述的转基因构建物；(2)将步骤(1)中的转基因构建物导入动物细胞，获得转化的动物细胞；(3)将步骤(2)中转化的动物细胞再生为动物，从而使萤火虫荧光素酶(Fireflyluciferase)基因的表达受p53基因内源性启动子调控。本专利技术的第九方面，提供一种在动物中表达mCherry荧光蛋白基因的方法，包括如下步骤：(1)提供专利技术第一方面所述的转基因构建物；(2)将步骤(1)中的转基因构建物导入动物细胞，获得转化的动物细胞；(3)将步骤(2)中转化的动物细胞再生为动物，从而使mCherry荧光蛋白基因的表达受权利要求3所述基因表达盒中的CAG启动子的调控。本专利技术的第十方面，提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转基因构建物，其特征在于，所述构建物由5′同源臂基因组DNA片段、基因表达盒和3′同源臂基因组DNA片段组成；其中，5′同源臂基因组DNA片段来源于小鼠位于第11号染色体上的mTrp53基因(GenBank accession number：NM_0116403；Ensembl：ENSMUSG00000059552)从第二外显子中的翻译起始密码子ATG开始上游4953bp的基因组DNA片段；3′同源臂基因组DNA片段来源于该基因从位于第11外显子中的翻译终止密码子TGA开始下游2487bp的基因组DNA片段，该种转基因构建物结构框架如图一所示；其中所述5′同源臂基因组DNA片段的核苷酸序列如SEQ ID NO.:1所示；所述3′同源臂基因组DNA片段的核苷酸序列如SEQ ID NO.:2所示。

【技术特征摘要】
1.一种转基因构建物，其特征在于，所述构建物由5′同源臂基因组DNA片段、基因表达盒和3′同源臂基因组DNA片段组成；其中，5′同源臂基因组DNA片段来源于小鼠位于第11号染色体上的mTrp53基因(GenBankaccessionnumber：NM_0116403；Ensembl：ENSMUSG00000059552)从第二外显子中的翻译起始密码子ATG开始上游4953bp的基因组DNA片段；3′同源臂基因组DNA片段来源于该基因从位于第11外显子中的翻译终止密码子TGA开始下游2487bp的基因组DNA片段，该种转基因构建物结构框架如图一所示；其中所述5′同源臂基因组DNA片段的核苷酸序列如SEQIDNO.:1所示；所述3′同源臂基因组DNA片段的核苷酸序列如SEQIDNO.:2所示。2.根据权利要求1所述的转基因构建物，其特征在于，所述的转基因构建物将与小鼠位于第11号染色体上的mTrp53基因的第二外显子的翻译起始密码子ATG开始上游4953bp和位于第11外显子的翻译终止密码子TGA开始下游2487bp基因组DNA片段发生同源重组，将该区间基因组DNA片段敲出，同时将相等长度的基因表达盒定点敲入到该区间，该转基因构建物敲出基因组区间结构框架如图二所示。3.一种基因表达盒，其特征在于，所述的基因表达盒从5’至3’依次具有下述元件：萤火虫荧光素酶表达基因、PolyA元件、CAG启动子元件、LoxP位点序列、PolyA元件、LoxP位点序列、mCherry荧光蛋白表达基因、PolyA元件、neomycin抗性表达基因，该种基因表达盒结构框架如图三所示。4.根据权利要求3所述的基因表达盒，其特征在于，所述的基因表达盒中的萤火虫荧光素酶表达基因的表达受小鼠位于p53第二外显子ATG上游内源性启动子元件调控。5.根据权利要求3所述的基因表达盒，其特征在于，所述的基因表达盒中的mCherry荧光蛋白表达基因的表达受基因表达盒中的CAG启动子元件调节；所述的基因表达盒中CAG启动子元件和mCherry荧光蛋白基因之间存在的LoxP位点序列、PolyA元件、LoxP位点序列，使得正常情况下CAG启动子无法启动mCherry荧光蛋白表达基因的表达；所述的基因表达盒中的mCherry荧光蛋白表达基因的表达受外源Cre转基因的(组织)特异性表达。6.一种载体，其特征在于，所述载体含有或权利要求1所述的转基因构建物，或权利要求3所述的基因表达盒。7.根据权利要求6所述的载体，其特征在于，所述载体选自：细菌质粒、噬菌体、酵母质粒、病毒、或动物细胞载体、穿梭载体。8.一种宿主细胞，其特征在于，所述宿主细胞含有权利要求6所述的载体，或其染色体整合有权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王树林，高江明，张明玲，刘珊，管华诗，
申请(专利权)人：青岛海洋生物医药研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37