Характеристика примордиальных зародышевых клеток как векторов для генетической трансформации эмбрионов кур
Диссертация
В ходе выполнения диссертационной работы изучены факторы, влияющие на эффективность выделения и поддержания в культуре ПЗК кур. Впервые дана сравнительная оценка различных методов генетической трансформации данного типа клеток in vitro и in vivo и выполнено введение трансформированных ПЗК в эмбрионы кур in vivo. Впервые изучена эффективность колонизации донорскими ПЗК гонад эмбрионов-реципиентов… Читать ещё >
Содержание
- 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
- 1. 1. Особенности эмбриогенеза кур
- 1. 2. Генетическая трансформация эмбрионов кур
- 1. 2. 1. Методы направленного переноса генов в эмбрионы кур in vivo
- 1. 2. 1. 1. Использование вирусных векторов
- 1. 2. 1. 2. Перенос рекомбинантной ДНК в эмбрионы посредством плюрипотентных клеток
- 1. 2. 2. Культивирование эмбрионов кур после генно-инженерных манипуляций
- 1. 2. 1. Методы направленного переноса генов в эмбрионы кур in vivo
- 1. 3. Характеристика примордиальных зародышевых клеток (ПЗК) как вектора для доставки рекомбинантной ДНК
- 1. 3. 1. Развитие и миграция ПЗК в ранний период эмбриогенеза
- 1. 3. 2. Особенности культивирования ПЗК
- 1. 3. 3. Методы генетической модификации ПЗК
- 1. 4. Перспективы использования трансгенных технологий в птицеводстве
Список литературы
- Бессарабов Б. Ф. Инкубация яиц с основами эмбриологии сельскохозяйственной птицы / М.: КолосС. 2006. С. 248.
- Волкова Н. А. Фенотипический эффект экспрессии рекомбинантных генов в организме трансгенных животных: автореф. дисс. доктора биол. наук.- Дубровицы. 2008. С. 36.
- Волкова Н. А., Зиновьева Н. А., Эрнст JI. К. Оптимизация отдельных элементов технологии создания трансгенной птицы // Боровск. 2006. С. 229. ,
- Вракин В. Ф., Сидорова М. В., Панов В. П. Морфология сельскохозяйственных животных. Анатомия и гистология с основами цитологии и эмбриологии / М.: Гринлайт. 2008. С. 510−516.
- Гистология / Под ред. Ю. И. Афанасьева, H.A. Юрина М.: Медицина, 2002. — 695с.
- Гривенников И.А. Эмбриональные стволовые клетки и проблема направленной дифференцировки // Успехи биологической химии, т. 48, 2008. С. 181−220.
- Зиновьева Н. А., Эрнст JI.K. Проблемы биотехнологии и селекции сельскохозяйственных животных // Дубровицы: ВИЖ. 2004. С. 316.
- Зиновьева Н. А., Эрнст JI.K. Эффективность использования ретровирусных векторов для получения трансгенных кур // Дубровицы: ВИЖ. 2008. С. 224.
- Зиновьева Н. А., Попов А. Н., Эрнст JI. К., Марзанов Н. С. Методические рекомендации по использованию метода полимеразной цепной реакции в животноводстве // Дубровицы: ВИЖ. 1998. С. 47.
- Животная клетка в культуре (Методы и применение в биотехнологии) / Под ред. Проф. Л. П. Дьяконова, проф. В. И. Ситькова. М.: Компания Спутник+, 2000. — 400 с.
- Микроскопическая техника: Руководство / под ред. Д. С. Саркизова, Ю. П. Перова. М.: Медицина, 1996. — 544 с.
- Ромейс, Б. Микроскопическая техника / Б. Ромейс. Пер. с нем.
- B.Я. Александрова, З. И. Кроковой -М.: Изд.-во иностр. лит.-ры, 1953. 718с.
- Приданцева Т.А., Савченкова И. П., Сергеев Н. И., Эрнст Л. К. Выделение примордиальных половых клеток из зародышей мышей и их очистка // С-х биол. 2000. № 2. С. 119—122.
- Савченкова И.П. Эмбриональные стволовые клетки в биологии: настоящее и будущее // Дубровицы 1999. С. 93.
- Сураева Н. М., Бырышников А. Ю., Фисинин В. П., Прокофьев М. И. Изучение эффективности различных способов трансфекции репортерного гена в эмбриональные клетки кур // Известия РАН. 2008. № 1.1. C. 18−23.
- Сураева Н. М., Самойлов А. В. Получение фармацевтических белков с помощью трансгенной птицы // Вестник РОНЦ им. Н. Н. Блохина РАМН. 2009. Т. 20, № 4. С. 19−23.
- Титова В. А., Зиновьева Н. А., Волкова Н. А. Использование ретровирусных векторов для переноса генов в органы-мишени у сельскохозяйственных животных // Международная конференция. 2001. С. 90.
- Тулякова А.О. Генетическая трансформация эмбриональных клеток кур с использованием ретровирусных векторов: автореф. дисс. канд. биол. наук.- Дубровицы. 2010. С. 18.
- Щелкунов С.Н. Генетическая инженерия / Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2004. 496 с.
- Эрнст Л. К., Прокофьев М. И. Биотехнология сельскохозяйственных животных/М.: Колос, 1995. 192с.
- Эрнст JI. К., Зиновьева Н. А., Брем Г. Современное состояние и перспективы использования трансгенных технологий в животноводстве / М.: РАСХН, 2002. 341с.
- Bednarczyk М., Lakota P., Siwek М. Improvement of hatchability of chicken eggs injected by blastoderm cells // Poult. Sci. 2000. 79, 1823−1828.
- Borwornpinyo S. Optimal hatchability of cultured chicken embryos from freshly laid eggs in surrogate eggshells // MS thesis, North Carolina State University. 2000. 85, 189−205.
- Borwornpinyo S., Brake J., Mozdziak P., Petitte J. Culture of chicken embryos in surrogate eggshells // Poult. Sci. 2005. 84, 1477−1482.
- Bosselman R., Hsu R., Boggs Т., Hu S., Bruszewski J. 1989. Germline transmission of exogenous genes in the chicken // Science. 1989. 243, 533−535.
- Bradley A., Evans M., Kaufman M., Robertson E. Formation of germ-line chimaeras from embryo-derived teratocarcinoma cell lines // Nature. 1984. 309, 255−256.
- Brazolot C., Petitte J., Etches R. Efficient transfection of chicken cells by lipofection, and introduction of transfected blastodermal cells into the embryo // Mol. Reprod. 1991. 30, 304−312.
- Capecchi M. Altering the genome by homologous recombination // Science. 1989. 244, 1288−1292.
- Capecchi M. Generating mice with targeted mutations // Nat. Med. 2001. 7, 1086−1090.
- Carsience R., Clark M., Verrinder Gibbins, A., Etches, R. Germline chimeric chickens from dispersed donor blastodermal cells and compromised recipient embryos // Development. 1993. 117, 669−675.
- Chambers I., Colby D., Robertson M., Nichols J., Lee S. Functional expression cloning of Nanog, a pluripotency sustaining factor in embryonic stem cells // Cell. 2003. 113, 643−655.
- Chang I., Tajima A., Chikamune T., Ohno T. Proliferation of chick primordial germ cells cultured on stroma cells from the germinal ridge // Cell Biol. Int. 1995a. 19, 143−149.
- Chang I., Yoshiki A., Kusakabe M., Tajima A., Chikamune T. 1995b. Germ line chimera produced by transfer of cultured chick primordial germ cells // Cell Biol. Int. 1995b. 19, 569−576.
- Chang I., Jeong D., Hong Y., Park T., Moon Y., Ohno T. Production of germline chimeric chickens by transfer of cultured primordial germ cells // Cell Biol. Int. 1997. 21,495−499.
- Chapman, Hu W., Ivarie R. Rapid and improved method for windowing eggs accessing the stage x chicken embiyo // Mol. Reprod. 2005. 69, 31−34.
- Conover J., Ip N., Poueymirou W., Bates B., Goldfarb M., DeChiara T. Ciliary neurotrophic factor maintains the pluripotentiality of embryonic stem cells//Development. 1993. 119, 559−565.
- Du L., Jing A. The investigation of cell culture conditions to maintain chicken embryonic stem cells as totipotent cells // Asian-Aus. J. Anim. Sci. 2003. 16, 1102−1107.
- Etches R., Clark M., Toner A., Liu G., Gibbins A. Contributions to somatic and germline lineages of chicken blastodermal cells maintained in culture //Mol. Reprod. 1996. 45, 291−298.
- Evans M., Kaufman M. Establishment in culture of pluripotential cells from mouse embryos //Nature. 1981. 292, 154−156.
- Eyal-Giladi H., Kochav S. From cleavage to primitive streak formation: a complementary normal table and a new look at the first stages of the development of the chick // Developmental Biology. 1976. 49, 321−337.
- Eyal-Giladi H., Ginsburg M., Farbarov A. Avian primordial germ cells are of epiblastic origin // J. Embryol. Exp. Morphol. 1981. 65, 139−147.
- Fraser R., Carsience R., Clark M., Etches R., Gibbins A. Efficient incorporation of transfected blastodermal cells into chimeric chicken embryos // Int. J. Dev. Biol. 1993. 37, 381−385.
- Joyner A. IRL PRESS at Oxford University Press. 2003. P. 109.
- Gajovic S., Gruss P. Differentiation of the mouse embryoid bodies grafted on the chorioallantoic membrane of the chick embryo // Int. J. Dev. Biol. 1993. 42, 225−228.
- Ha J., Park T., Hong Y., Jeong D., Kim J., Kim K. Production of germline chimeras by transfer of chicken gonadal primordial germ cells maintained in vitro for an extended period // Theriogenology. 2002. 58, 1531−1539.
- Harvey A., Speksnijder G., Bough L., Morris J. Consistent production of transgenic chickens using replication-deficient retroviral vectors and high throughput screening procedures // Poult Sci. 2002a. 81, 202−212.
- Harvey A., Speksnijder G., Bough L., Moms J. Expression of exogenous protein in the egg white of transgenic chickens // Nat Biotechnol. 2002b. 20, 396−399.
- Horiuch H., Tategaki A., Yamashita Y., Hisamatsu H., Ogawa M. Chicken leukemia inhibitory factor maintains chicken embryonic stem cells in the undifferentiated state // J. Biol. Chem. in press. 2004. 75, 148−157.
- Illmensee K., Mintz B. Totipotency and normal differentiation of single teratocarcinoma cells cloned by injection into blastocysts // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1976. 73,549−553.
- Kamihira, Pain S., Leibo M., Cochran M. Production of chicken chimeras from injection of frozen-thawed blastodermal cells // Poult. Sci. 2005. 76, 753−760.
- Karagenc L., Petitte J. Soluble factors and the emergence of chick primordial germ cells in vitro // Poul. Sci. 2000. 79, 80−85.
- Karagenc L., Cinnamon Y., Ginsburg M., Petitte J. Origin of primordial germ cells in the prestreak chick embryo // Dev. Genet. 1996. 19, 290 301.
- Kawaguchi T., Nomura K., Hirayama Y., Kitagawa T. Establishment and characterization of a chicken hepatocellular carcinoma cell line, LMH // Cancer Res. 1987. 47, 4460−4464.
- Kawabe Y. Production of scFv-Fc Fusion Protein Using Genetically manipulated Quails // Biosciens and Bioengineering. 2006. Vol. 102. P. 297−303.
- Kwon M., Koo B., Choi B., Lee H., Kim Y., Shim H., Kim J.-H. Development of transgenic chickens expressing enhanced green fluorescent protein // Biochemical and Biophysical Research Communications. 2004. 320, 442-^148.
- Koo B., Koo B., Choi B., Lee H. Development of transgenic chickens expressing enhanced green fluorescent protein // Biochemical and Biophysical Research Communications. 2006. 320, 442148.
- Le Douarin N., McLaren A. Chimeras in Development Biology // Academic Press, London- Orlando. 1984. P. 456.
- Liu G. 1995. Targeted modification of the genome in chicken blastodermal cells//PhD thesis, University ofGuelph. 1995. 145, 125−128.
- Martin G. Teratocarcinomas and mammalian embryogenesis // Science. 1980. 209, 768−776.
- Martin G. Isolation of a pluripotent cell line from early mouse embryos cultured in medium conditioned by teratocarcinoma stem cells // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1981. 78, 7634−7638.
- Martin G., Evans M. Differentiation of clonal lines of teratocarcinoma cells: formation of embryoid bodies in vitro // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1975. 72, 1441−1445.
- Marzullo G. Production of chick chimaeras 11 Nature. 1970. 225, 7273.
- Matsui Y., Zsebo K., Hogan B. Derivation of pluripotential embryonic stem cells from murine primordial germ cells in culture // Cell. 1992. 70, 841−847.
- McLachlan J. A simple method of preparing chick eggs for chorioallantoic grafts //Experientia. 1982. 38, 141−142.
- Mintz B., Illmensee K. Normal genetically mosaic mice produced from malignant teratocarcinoma cells // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1975. 72, 3585−3589.
- Mitsui K., Tokuzawa Y., Itoh H., Segawa K., Murakami M. The homeoprotein Nanog is required for maintenance of pluripotency in mouse epiblast and ES cells // Cell. 2003. 113, 631−642.
- Mozdziak P., Angerman-Stewart J., Rushton B., Pardue S. Isolation of chicken primordial germ cells using fluorescence-activated cell sorting // Poult. Sci. 2005. 84, 594−600.
- Mozdziak P., Borwornpinyo S., McCoy D., Petitte J. Development of transgenic chickens expressing bacterial beta-galactosidase // Dev. Dyn. 2003a. 226, 439−445.
- Mozdziak P., Pophal S., Borwornpinyo S., Petitte J. Transgenic chickens expressing beta-galactosidase hydrolyze lactose in the intestine // J. Nutr. 2003b. 133, 3076−3079.
- Muramatsu T., Mizutani Y., Ohmori Y., Okumura J. Comparison of three nonviral transfection methods for foreign gene expression in early chicken embryos in ovo // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1997. 230, 376−380.
- New D. A new technique for the cultivation of the chick embryo in vitro // J. Embryol. Exp. Morphol. 1995. 193, 320−331.
- Nichols J., Evans E., Smith A. Establishment of germ-linecompetent embryonic stem (ES) cells using differentiation inhibiting activity // Development. 1990. 110, 1341−1348.
- Nichols J., Chambers I., Smith A. Derivation of germline competent embryonic stem cells with a combination of interleukin-6 and soluble interleukin-6 receptor // Exp. Cell Res. 1994. 215, 237−239.
- Nieuwkoop P., Sutasurya L. Primordial germ cells in the chordates: embryogenesis and phylogenesis // Cambridge University Press, Cambridge Eng.- New York. 1989. P.187.
- Nolan C., Killian J., Petitte J., Jirtle R. Imprint status of M6P/IGF2R and IGF2 in chickens // Dev. Genes Evol.2001. 211, 179−183.
- Pain B., Clark M., Shen M., Nakazawa H., Sakurai M., Samarut J. Long-term in vitro culture and characterisation of avian embryonic stem cells with multiple morphogenetic potentialities // Development. 1996. 122, 2339−2348.
- Pain B., Chenevier P., Samarut J. Chicken embryonic stem cells and transgenic strategies // Cells Tissues Organs. 1999. 165, 212−219.
- Park T., Han J. Derivation and characterization of pluripotent embryonic germ cells in chicken // Mol. Reprod. 2000. 56, 475482.
- Park T., Hong Y., Kwon S., Lim J., Han J. Birth of germline chimeras by transfer of chicken embryonic germ (EG) cells into recipient embryos // Mol. Reprod. 2003. 65, 389−395.
- Perry M. A complete culture system for the chick embryo // Nature. 1998. 331, 70−72.
- Pittoggi C., Beraldi R. Complete culture system for the chick embryo //Nature. 2006. Vol. 331. P. 70−72.
- Petitte J., Yang Z. Method of producing an avian embryonic stem cell culture and the avian embryonic stem cell culture produced by the process // In US patent. 1994. 53, 42−45.
- Petitte J., Kegelmeyer A. Rapid sex determination of chick embryos using the polymerase chain reaction //Anim. Biotechnol. 1995. 6, 119−130.
- Petitte J., Liu G., Yang Z. Avian pluripotent stem cells // Mechanisms of Development. 2004. 121, 1159−1168.
- Petitte J.5 Mozdziak P. Production of transgenic poultry // In: Pinkert, C.A., (Ed.), Chapter 11 in Transgenic Animal Technology, A Laboratory Handbook, Academic Press, New York. 2002. P. 525.
- Petitte J., Clark M., Liu G., Verrinder Gibbins A., Etches R. Production of somatic and germline chimeras in the chicken by transfer of early blastodermal cells//Development. 1990. 108, 185−189.
- Prelle K., Zink N., Wolf E. Pluripotent stem cells—model of embryonic development, tool for gene targeting, and basis of cell therapy //Anat. Histol. Embryol. 2002. 31, 169−186.
- Raveh D., Friedlander M., Eyal-Giladi H. Nucleolar ontogenesis in the uterine chick germ correlated with morphogenetic events // Exp. Cell Res. 1996. 100, 195−203.
- Resnick J., Bixler L., Cheng L., Donovan P. Long-term proliferation of mouse primordial germ cells in culture // Nature. 1992. 359, 550−551.
- Ricks C., Mendu N., Phelps P. The embryonated egg: a practical target for genetic based advances to improve poultry production // Poult. Sci. 2003. 82, 931−938.
- Rose T., Weiford D., Gunderson N., Bruce A. Oncostatin M.(OSM) inhibits the differentiation of pluripotent embryonic stem cells in vitro // Cytokine. 1994. 6, 48−54.
- Rosenblum C., Chen H. In ovo transfection of chicken embryos using cationic liposomes //Transgenic Res. 1995. 4, 192−198.
- Rowlett K., Simlciss K., 1987. Explanted embryo culture: in vitro and in ovo techniques for the domestic fowl // Br. Poult. Sci. 1997. P. 28.
- Salter D., Smith E., Hughes S., Wright S., Crittenden L. Transgenic chickens: insertion of retroviral genes into the chicken germ line // Virology. 1992. 157, 236−240.
- Sang H. Prospects for transgenesis in the chick // Mech. Dev. 2004. 121, 1179−1186.
- Selleck M. Culture and microsurgical manipulation of the early avian embryo // Methods Cell Biol. 1996. 51,1−21.
- Shamblott M., Axelman J., Wang S., Bugg E., Littlefield J. Derivation of pluripotent stem cells from cultured human primordial germ cells // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1998. 95, 13 726−13 731.
- Smith A., Hooper M. Buffalo rat liver cells produce a diffusible activity which inhibits the differentiation of murine embryonal carcinoma and embryonic stem cells // Dev. Biol. 1987. 121, 1−9.
- Soodeen-Karamath S., Gibbins A. Apparent absence of oct % from the chicken genome // Mol. Reprod. Dev. 2001. 58, 137−148.
- Speksnijder G. Flourescence activated cell sorting of transfected chicken blastodermal cells prior to injection into recipient embryos // MS thesis, University of Guelph, Guelph, Ont. 1996. P. 165.
- Speksnijder G., Ivarie R. A modified method of shell windowing for producing somatic or germline chimeras in fertilized chicken eggs // Poult. Sci. 2000. 79, 1430−1433.
- Song Y., D’Costa S., Pardue S., Petitte J. Production of germline chimeric chickens following the administration of a busulfan emulsion // Mol. Reprod. Dev. 2005. Vol. 70. P. 438−444.
- Swift C. Origin and early history of primordial germ cells in the chick //Am. J. Physiol. 1914. 15,483−516.
- Tada T., Tada M., Hilton K., Barton S., Sado T., Takagi N. Epigenotype switching of imprintable loci in embryonic germ cells // Dev. Genes Evol. 1998. 207, 551−561.
- Thomson J., Marshall V. Primate embryonic stem cells // Curr. Top. Dev. Biol. 1998.38, 133−165.
- Thomson J., Itskovitz-Eldor J., Shapiro S., Waknitz M., Swiergiel J. Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts // Science. 1998. 282, 1145−1147.
- Thoraval P., Afanassieff M., Cosset F., Lasserre F., Verdier G. Germline transmission of exogenous genes in chickens using helper-free ecotropic avian leukosis virus-based vectors // Transgenic Res. 1995. 4, 369−377.
- Tsunekawa N., Naito M., Sakai Y., Nishida T., Noce T. Isolation of chicken vasa homolog gene and tracing the origin of primordial germ cells // Development. 2000. 127, 2741−2750.
- Watt J., Petitte J., Etches R. Early development of the chick embryo // Journal of Morphology. 1993. 215, 165−182.
- Weaver J. Electroporation of cells and tissues // IEEE Trans. Plasma Sci. 2000. 28, 24−33
- Wei Q., Croy B., Etches R. Selection of genetically modified chicken blastodermal cells by magnetic-activated cell sorting // Poult. Sci. 2001. 80, 16 711 678.
- Wolf E., Kramer R., Polejaeva I., Thoenen H., Brem G. Efficient generation of chimaeric mice using embryonic stem cells after longterm culture in the presence of ciliary neurotrophic factor // Transgenic Res. 1994. 3, 152−158.
- Yang Z., Petitte J. Use of avian cytokines in mammalian embryonic stem cell culture // Poult. Sci. 1994. 73, 965−974.
- Yasuda Y., Tajima A., Fujimoto T., Kuwana T. A method to obtain avian germ-line chimaeras using isolated primordial germ cells // J. Reprod. Fertil. 2001. Vol. 96. P. 521−528.
- Zhao D., Kuwana T. Purification of avian circulating primordial germ cells by nycodenz density gradient centrifugation // Br. Poult. Sci. 2003. Vol. 44. P. 30−35.
- Zhu L., van de Lavoir M., Albanese J., Beenhouwer P. Production of human monoclonal antibody in eggs of chimeric chickens // Nat. Biotechnol. 2005. Vol. 23. P.115−119.