ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ ТРАНСГЕНЕЗ. ЖИВОТНЫЕ. Лекция 7

Содержание

Слайд 2

Словарь Зигота – тотипотентная диплоидная клетка, образующаяся в результате оплодотворения (слияния

Словарь

Зигота – тотипотентная диплоидная клетка, образующаяся в результате оплодотворения (слияния яйцеклетки и

сперматозоида)
Бластоциста – зародышевый пузырек, ранняя (преимплантационная) стадия развития зародыша млекопитающих (в том числе человека
Слайд 3

Что означает термин «трансгенные животные»?

Что означает термин «трансгенные животные»?

Слайд 4

humbio.ru Трофобласт – наружный клеточный слой бластоцисты млекопитающих, принимает участие в

humbio.ru

Трофобласт –
наружный клеточный слой бластоцисты млекопитающих, принимает участие в имплантации

и формировании плаценты

Синцитиотрафобласт – выполняет функцию всасывания питательных веществ из крови матери, вырабатывает ферменты, способствующие внедрению ворсин хориона в ткани матки

Слайд 5

1. Оплодотворенная яйцеклетка (зигота) 2. Зигота делится надвое 3-4. Митотическое деление

1. Оплодотворенная яйцеклетка (зигота)  2. Зигота делится надвое  3-4. Митотическое деление продолжается  5. Через 5-6 дней образуется бластоциста 6. Внутреннюю

часть бластоцисты (ВКМ) помещают на питательную среду для получения стволовых клеток

http://www.vokrugsveta.ru

Слайд 6

Этапы получения трансгенных животных (до принятия решения об интродукции) Создание и

Этапы получения трансгенных животных (до принятия решения об интродукции)

Создание и амплификация rДНК

(кассета экспрессии+вектор)
Выбор и подготовка клеток-реципиентов для трансформации
Встраивание трансгена в геном клетки-реципиента
Отбор трансгенных организмов
Отбор трансгенных организмов, образующих трансгенные гаметы
Получение чистых линий
Оценка экспрессии гена
Слайд 7

В 1982 году Р.Д.Пальмитер с коллегами опубликовали фотографию, на которой рядом

В 1982 году Р.Д.Пальмитер с коллегами опубликовали фотографию, на которой рядом

сидели две мыши. Одна из них была трансгенной, в ее ДНК встроили ген гормона роста крысы, другая была обычной мышкой. 

Металлотионеин - белок, способный связывать двухвалентные металлы. Регулирует концентрацию в клетке микроэлементов (цинк и медь).

Слайд 8

Схемы получения трансгенных животных Микроинъекция в зиготу микроинъекция чужеродной ДНК в

Схемы получения трансгенных животных
Микроинъекция в зиготу

микроинъекция чужеродной ДНК в оплодотворенную яйцеклетку

(зиготу)

1. Создание и клонирование кассеты экспрессии составе вектора клонируется в E. Coli
2. Получение одноклеточных зигот
3. Выделяние rДНК, переведение в линеарную форму, инъецирование в пронуклеус зиготы.
4. пересадка эмбрионов самкам-реципиентам
5. отбор трансгенных животных, продуцирующих трансгенные
гаметы

http://www.transgen.ru

Слайд 9

1. встроился ли трансген в геном? 2. несут ли трансген гаметы?

1. встроился ли трансген в геном?
2. несут ли трансген гаметы?
3. экспрессируется

ли трансген?

Основные проблемы

Слайд 10

Схема введения генов и установления гомозиготной линии мышей с помощью микроинъекций MDR1- ген множественной лекарственной устойчивости

Схема введения генов и установления гомозиготной линии мышей с помощью микроинъекций


MDR1- ген множественной лекарственной устойчивости

Слайд 11

Схемы получения трансгенных животных Реконструкция эмбрионов с использованием ЭСК (эмбриональных стволовых

Схемы получения трансгенных животных
Реконструкция эмбрионов с использованием
ЭСК (эмбриональных стволовых клеток)

микроинъекция

чужеродной ДНК в ЭСК

1. Получение культуры ЭСК
2. Введение в ЭСК rДНК с селективных маркером (с помощью ретровирусов, электропорации, липосом)
3. Получение бластоцист для микроинъекции
4. Конструирование химерных эмбрионов
5. Пересадка эмбрионов самкам-реципиентам
6. отбор трансгенных животных, продуцирующих трансгенные
гаметы

http://rudocs.exdat.com

Слайд 12

http://www.stemcells.ox.ac.uk Инъекция в бластоцисту http://www.tankonyvtar.hu/

http://www.stemcells.ox.ac.uk

Инъекция в бластоцисту

http://www.tankonyvtar.hu/

Слайд 13

Способы введения днк в культивируемые клетки животных Рекомбинантные РНК-вирусы Клетка с

Способы введения днк в культивируемые клетки животных

Рекомбинантные РНК-вирусы
Клетка с помощью

рецепторов опознает вирусную оболочку.
Вирус внедряет в клетку РНК.
В клетке РНК с помощью ревертазы переписывается в ДНК
ДНК проникает в ядро соматической клетки.
ДНК встраивается в ДНК клетки.
Клетка синтезирует копии обновленного генома и мРНК.
Белки транслируются
РНК вируса одеваются вирусной оболочкой
выходят из клетки, заражая новые поколения клеток.

moikompas.ru

Перенос генов с помощью вирусов
(Эффективные векторы созданы на основе ретровирусов, вирусов SV40, аденовирусов, аденоассоциированных вирусов, вируса осповакцины, вируса герпеса и др.)

Слайд 14

Структура экспрессирующего вектора pKSV-10 для трансгенеза животных рисунок из книги Л.И. Патрушева Экспрессия генов, 2004

Структура экспрессирующего вектора pKSV-10 для трансгенеза животных

рисунок из книги Л.И. Патрушева

Экспрессия генов, 2004
Слайд 15

Способы введения днк в культивируемые клетки животных Перенос генов, опосредованный клеточными

Способы введения днк в культивируемые клетки животных

Перенос генов, опосредованный клеточными рецепторами
основан

на интернализации рецепторов в процессе эндоцитоза
Слайд 16

Способы введения днк в культивируемые клетки животных Электропорация. Кратковременное (10 мксек-100

Способы введения днк в культивируемые клетки животных

Электропорация.
Кратковременное (10 мксек-100 мсек)

воздействие электрическим полем высокой напряженности (50-1500 V/см), вызывает локальное нарушение целостности мембран с образованием микропор (диаметр 20-120 нм), через которые заряженные молекулы, в том числе и ДНК, как линейная, так и суперскрученная, проникают внутрь клеток
Слайд 17

Основные стратегии в трансгенезе животных. Внедрение в практику. Создание новых животных,

Основные стратегии в трансгенезе животных. Внедрение в практику.

Создание новых животных, с

улучшенными качественными и количественными характеристиками
(лосось с трансгеном гормона роста)
Слайд 18

Создание новых животноводческих пород, дающих продукты с повышенным содержанием некоторых компонентов

Создание новых животноводческих пород, дающих продукты с повышенным содержанием некоторых компонентов


(например, в Великобритании существует стадо коров, молоко которых подходит для приготовления сыра чеддер).

Основные стратегии в трансгенезе животных. Внедрение в практику.

Слайд 19

Создание животных, способных продуцировать несвойственные их виду белки (например, сообщалось о

Создание животных, способных продуцировать несвойственные их виду белки
(например, сообщалось

о получении свиней, способных продуцировать интерферон человека).

Основные стратегии в трансгенезе животных. Внедрение в практику.

Слайд 20

Создание трансгенных животных, являющихся донорами при трансплантациях органов. (например, из стволовых

Создание трансгенных животных, являющихся донорами при трансплантациях органов.
(например, из

стволовых эмбриональных клеток животных вырастили глаза и уши лягушки).

Основные стратегии в трансгенезе животных. Внедрение в практику.

Слайд 21

Получение геномных библиотек – полное собрание генома человека, распределенное по отдельным

Получение геномных библиотек – полное собрание генома человека, распределенное по отдельным

«томам» рекомбинантных молекул плазмид или фаговых частиц «в суперобложке» бактерии E.coli.

Основные стратегии в трансгенезе животных. Внедрение в практику.

Слайд 22

Схема получения геномной библиотеки. Метод дробовика

Схема получения геномной библиотеки. Метод дробовика

Слайд 23

Схема получения библиотеки кДНК

Схема получения библиотеки кДНК

Слайд 24

ДНК-зонды alko-mir.ru ДНК-зонд (англ. DNA probe) – фрагмент ДНК, меченный тем

ДНК-зонды

alko-mir.ru

ДНК-зонд (англ. DNA probe) – фрагмент ДНК, меченный тем

или иным образом и использующийся для гибридизации со специфическим участком молекулы ДНК. Позволяет идентифицировать комплементарные ему нуклеотидные последовательности.
Слайд 25

ДНК-зонды. Зонды с комплементарными концевыми последовательностями (molecular beacons) Зонды с резонансным

ДНК-зонды.

Зонды с комплементарными концевыми последовательностями (molecular beacons)

Зонды с резонансным переносом

энергии (LightCycler assay)

Концевые последовательности зонда комплементарны и образуют шпильки, что гасит свечение. Зонды, которые отжигаются на матрицу, разворачиваются, и флуоресцентная метка и гаситель расходятся в разные стороны - увеличивается свечение.

Принцип метода в переносе энергии от одного флуорофора (на 3` конце первого зонда), ко второму флуорофору (на 5` конце второго зонда). При связывании зондов с ДНК матрицей испускаемое первым флуорофором излучение передается на второй флуорофор, а его излучение детектируется прибором.

http://www.interlabservice.ru/

Слайд 26

Схема получения кДНК. http://bannikov.narod.ru/

Схема получения кДНК.

http://bannikov.narod.ru/

Слайд 27

Генная терапия в генной терапии наследственных болезней применяют векторные системы на

Генная терапия

в генной терапии наследственных болезней применяют векторные системы на основе:
лентивирусов
аденовирусов
аденоассоциированных

вирусов
ортопоксвирусов
герпесвирусов
РНК-вирусов, не относящихся к ретровирусам

http://supotnitskiy.webspecialist.ru/

Слайд 28

Сравнение свойств генотерапевтических векторных систем http://supotnitskiy.webspecialist.ru/

Сравнение свойств генотерапевтических векторных систем

http://supotnitskiy.webspecialist.ru/

Слайд 29

Словарь Таргетинг (target - мишень) – изменение генов за счет гомологичной

Словарь

Таргетинг (target - мишень) – изменение генов за счет гомологичной

рекомбинации последовательностей, находящихся в хромосоме, с искусственно введенными в клетку последовательностями ДНК
Упаковывающая клетка – линия клеток, созданная для продуцирования (упаковки) вирусных частиц, не содержащих инфекционных нуклеиновых кислот.
Слайд 30

Схема переноса генов с использованием ретровирусных векторов 1. Клонирование гена в

Схема переноса генов с использованием ретровирусных векторов

1. Клонирование гена в ДНК ретровирусного

вектора в клетках E.coli. 
2. Перенос ДНК ретровирусного вектора в упаковывающие клетки. 
3.Формирование ретровирусных частиц и их выход в культу ральную среду.
4. Трансдукция гена в составе ретровирусного вектора в клетки-мишени.

http://supotnitskiy.webspecialist.ru/

Слайд 31

Методы модификации вирусов физический таргетинг – покрытие вирусной частицы специальной оболочкой,

Методы модификации вирусов

физический таргетинг – покрытие вирусной частицы специальной оболочкой, изменяющей

ее природный тропизм и делающей ее неузнаваемой для иммунной системы человека
генетическая модификация вируса – модификация белков оболочки вектора
транскрипциональный таргетинг – введение в трансген-экспрессирующую кассету специфических для данных тканей промоторных последовательностей.
Слайд 32

http://www.mun.ca

http://www.mun.ca