Эффективность использования лентивирусных векторов для трансформации сперматогенных клеток семенника петухов in vivo
- Авторы: Волкова Н.А.1, Ветох А.Н.1, Волкова Л.А.1, Зиновьева Н.А.1
-
Учреждения:
- Федеральный научный центр животноводства - ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста
- Выпуск: Том 14, № 2 (2019)
- Страницы: 162-169
- Раздел: Ветеринария
- URL: https://agrojournal.rudn.ru/agronomy/article/view/19494
- DOI: https://doi.org/10.22363/2312-797X-2019-14-2-162-169
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 ФедерацияАнастасия 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 ФедерацияЛюдмила 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 ФедерацияНаталия 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 ФедерацияСписок литературы
- Brinster R.L. Germline stem cell transplantation and transgenesis // Science. 2002. Vol. 296. № 5576. P. 2174-2176. doi: 10.1126/science.1071607.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Жункейра Л.К., Карнейро Ж. Гистология: атлас, учебное пособие / под ред. В.Л. Быкова. М.: ГЭОТАР Медиа, 2009.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.