Эффективность использования лентивирусных векторов для трансформации сперматогенных клеток семенника петухов in vivo

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Клетки гонад самцов рассматриваются в качестве перспективных клеток-мишеней для введения рекомбинантной ДНК в рамках получения генетически модифицированных особей с заданными признаками. Использование стволовых клеток семенников, а именно клеток сперматогоний, представляет наибольший интерес. Данный тип клеток в ходе дифференциации может давать начало многочисленной популяции зрелых половых клеток у самцов, которые в случае их генетической трансформации могут быть использованы для осеменения самок с целью получения потомства трансгенов. Цель исследования - изучить эффективность применения лентивирусных векторов для локальной трансформации клеток сперматогенного ряда в семенниках петухов. Использовали лентивирусный вектор, содержащий репортерный ген ZsGreen под контролем CMV промотора. Трансформацию сперматогенных клеток петуха in vitro осуществляли путем инфицирования вирусным препаратом, in vivo - посредством множественной инъекции вирусного препарата в паренхиму семенников петухов ( n = 5). Эффективность трансформации оценивали по экспрессии репортерного гена ZsGreen в трансфецированных сперматогенных клетках. Успешность использования лентивирусных векторов для генетической трансформации сперматогенных клеток семенника петуха была показана в ходе экспериментов как in vitro , так и in vivo . Эффективность трансформации данного типа клеток в культуре in vitro варьировала от 45 до 57% и составила в среднем 48 ± 4%. В экспериментах in vivo экспрессия гена-репортера ZsGreen в клетках сперматогенного эпителия семенников была обнаружена практически у всех экспериментальных петухов. Количество семенных канальцев с трансформированными клетками сперматогенного ряда варьировало у петухов, исследованных в ходе опыта, от 10 до 22% и составила в среднем 16 ± 2%. При этом эффективность генетической трансформации сперматогенных клеток семенников (эффективность трансгенеза) достигала 1,8 ± ± 0,2%. Полученные результаты подтверждают успешность применения лентивирусных векторов с целью создания особей с генетически измененными половыми клетками методом трансформации сперматогенных клеток семенников петухов in vivo , а также возможность получения потомков с заданными свойствами от этих мужских особей.

Об авторах

Наталья Александровна Волкова

Федеральный научный центр животноводства - ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста

Автор, ответственный за переписку.
Email: natavolkova@inbox.ru

доктор биологических наук, профессор РАН, руководитель лаборатории клеточной инженерии

Московская область, Российская Федерация

Анастасия Николаевна Ветох

Федеральный научный центр животноводства - ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста

Email: anastezuya@mail.ru

научный сотрудник лаборатории функциональной и эволюционной геномики животных

Московская область, Российская Федерация

Людмила Александровна Волкова

Федеральный научный центр животноводства - ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста

Email: ludavolkova@inbox.ru

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории клеточной инженерии

Московская область, Российская Федерация

Наталия Анатольевна Зиновьева

Федеральный научный центр животноводства - ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста

Email: n_zinovieva@mail.ru

доктор биологических наук, академик РАН, директор

Московская область, Российская Федерация

Список литературы

  1. Brinster R.L. Germline stem cell transplantation and transgenesis // Science. 2002. Vol. 296. № 5576. P. 2174-2176. doi: 10.1126/science.1071607.
  2. Zheng Y., Zhang Y., Qu R., He Y., Tian X., Zeng W. Spermatogonial stem cells from domestic animals: Progress and prospects // Reproduction. 2014. Vol. 147. № 3. P. R65-R74. doi: 10.1530/REP-13-0466.
  3. Spadafora C. Sperm cells and foreign DNA: a controversial relation // Bioassays. 1998. Vol. 20. № 11. Р. 302-324. doi: 10.1002/(SICI)1521-1878(199811)20:11<955::AID-BIES11>3.0.CO;2-8.
  4. McLean D.J. Spermatogonial stem cell transplantation and testicular function // Cell Tissue Research. 2005. Vol. 322. № 1. P. 21-31. doi: 10.1007/s00441-005-0009-z.
  5. Brinster R.L., Nagano M. Spermatogonial stem cell transplantation, cryopreservation and culture // Seminars in Cell & Developmental Biology. 1998. Vol. 9. № 4. P. 401-409. doi: 10.1006/scdb.1998.0205.
  6. De Rooij D.E., Griswold M.D. Questions about spermatogonia posed and answered since 2000 // Journal of andrology. 2012. Vol. 33. № 6. P. 1085-1095. doi: 10.2164/jandrol.112.016832.
  7. Жункейра Л.К., Карнейро Ж. Гистология: атлас, учебное пособие / под ред. В.Л. Быкова. М.: ГЭОТАР Медиа, 2009.
  8. Yu F., Ding L.J., Sun G.B., Sun P.X., He X.H., Ni L.G., Li B.C. Transgenic sperm produced by electrotransfection and allogeneic transplantation of chicken fetal spermatogonial stem cells // Molecular Reproduction and Development. 2010. Vol. 77. № 4. P. 340-347. doi: 10.1002/mrd.21147.
  9. Oatley J.M. Spermatogonial stem cell biology in the bull: development of isolation, culture, and transplantation methodologies and their potential impacts on cattle production // Society of Reproduction and Fertility supplement. 2010. Vol. 67. № 7. P. 133-143.
  10. Савченкова И.П., Коржикова С.В., Костерева Н.В., Эрнст Л.К. Культивирование и трансплантация сперматогоний типа А хряков // Онтогенез. 2006. Т. 37. № 4. С. 292-300.
  11. Новгородова И.П., Мормышев А.Н., Волкова Н.А., Зиновьева Н.А., Эрнст Л.К. Генетическая трансформация сперматогониев кроликов in vivo // Биотехнология. 2008. № 1. C. 24-28.
  12. Волкова Н.А., Зиновьева Н.А., Волкова Л.А., Лоцманова Н.С., Эрнст Л.К. Изучение факторов, влияющих на эффективность переноса генов в половые клетки самцов сельскохозяйственных животных // Сельскохозяйственная биология. 2010. Т. 45. № 6. С. 16-19.
  13. Белоглазова Е.В., Котова Т.О., Волкова Н.А., Волкова Л.А., Зиновьева Н.А., Эрнст Л.К. Возрастная динамика сперматогенеза у петухов в связи с оптимизацией сроков биоинженерных манипуляций // Сельскохозяйственная биология. 2011. Т. 46. № 6. С. 60-64.

© Волкова Н.А., Ветох А.Н., Волкова Л.А., Зиновьева Н.А., 2019

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах