共表达3种纤维素降解酶的转基因小鼠模型的建立与分析

doi:10.11843/j.issn.0366-6964.2016.06.011

畜牧兽医学报 ›› 2016, Vol. 47 ›› Issue (6): 1162-1169.doi: 10.11843/j.issn.0366-6964.2016.06.011

共表达3种纤维素降解酶的转基因小鼠模型的建立与分析

何祖勇^1# ，刘志国^1，2# ，孙燕霞¹，丛佩清¹，陈瑶生^1*

（1.中山大学生命科学学院，有害生物控制与资源利用国家重点实验室，广州 510006；2.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，北京 100193）

收稿日期:2015-11-19 出版日期:2016-06-23 发布日期:2016-06-23
通讯作者: 陈瑶生，教授，主要从事动物遗传育种研究，E-mail：chyaosh@mail.sysu.edu.cn
作者简介:何祖勇(1981-)，男，福建莆田人，副教授，博士，主要从事动物生物技术研究，E-mail:zuyonghe@foxmail.com，Tel：020-39943536；刘志国(1986-)，男，河北唐山人，助理研究员，博士，主要从事胚胎工程与转基因动物研究，E-mail: zhiguoliu2010@126.com，Tel：010-62813339。何祖勇和刘志国为共同第一作者
基金资助:
广东省自然科学基金项目（U1201213）；国家转基因动物新品种培育重大专项（2014ZX08006005-005）

Generation of a Transgenic Mouse Model Co-expressing Three Fibrolytic Enzyme Genes

HE Zu-yong^1#，LIU Zhi-guo^1，2#，SUN Yan-xia¹，CONG Pei-qing¹，CHEN Yao-sheng^1*

（1.State Key Laboratory of Biocontrol，School of Life Sciences，Sun Yat-Sen University，Guangzhou 510006，China；2.Institute of Animal Science，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100193，China）

Received:2015-11-19 Online:2016-06-23 Published:2016-06-23

摘要/Abstract

摘要：

本研究旨在应用转基因技术制作能特异性分解纤维素和木质素的转基因单胃动物，对于培育高饲料转化率的家畜具有重要的研究意义。利用2A肽策略构建由EF1α启动子驱动的可同时表达3种能够降解纤维素和木质素的酶（EGXA、BGL4和XYNB）的真核表达载体，并通过原核显微注射技术获得同时表达3种酶的转基因小鼠。经检测发现，2A肽能够介导3种酶同时在HEK293A细胞中正常表达。通过酶活分析、Western blot和免疫组织化学等检测发现，3种酶均能在转基因小鼠消化系统各组织中表达，并且具有正常活性。本研究结果表明，在EF1α启动子的控制下，2A肽能够在小鼠中介导EGXA、BGL4和XYNB的正常表达，并成功建立表达外源纤维素酶和木质素酶的转基因小鼠模型，为培育具有高饲料转化率的动物奠定研究基础。

Abstract:

By expressing fibrolytic enzymes targeting cellulose and xylan through transgenic technology，new breeds of monogastric animals with enhanced feed conversion rates could be developed.Here we described the co-expression of cellulase genes EGXA and BGL4，and the xylanase gene XYNB，under the control of EF1α promoter and linked via 2A peptides，in both HEK293A cells and transgenic mice.Recombinant enzyme expression was detected in gastrointestinal tract as determined by both Western blot and immunohistochemistry，and were functionally active in cellulolytic enzyme assays.Notably，all 3 fibrolytic enzymes were highly expressed in the intestine tissue of transgenic mice.In summary，we have demonstrated that the EF1α promoter in conjunction with 2A peptide sequences could successfully mediate the co-expression of EGXA，BGL4 and XYNB genes in transgenic mice.The study presents a feasible method for generating genetically modified animals with enhanced feed conversion ability.

中图分类号:

何祖勇，刘志国，孙燕霞，丛佩清，陈瑶生. 共表达3种纤维素降解酶的转基因小鼠模型的建立与分析[J]. 畜牧兽医学报, 2016, 47(6): 1162-1169.

HE Zu-yong，LIU Zhi-guo，SUN Yan-xia，CONG Pei-qing，CHEN Yao-sheng. Generation of a Transgenic Mouse Model Co-expressing Three Fibrolytic Enzyme Genes[J]. ACTA VETERINARIA ET ZOOTECHNICA SINICA, 2016, 47(6): 1162-1169.

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参考文献

［1］BEDFORD M R.Exogenous enzymes in monogastric nutrition—their current value and future benefits ［J］.Anim Feed Sci Technol，2000，86(1-2)：1-13.
［2］KIM J C，SIMMINS P H，MULLAN B P，et al.The digestible energy value of wheat for pigs，with special reference to the post-weaned animal ［J］. Anim Feed Sci Technol，2005，122(3-4)：257-287.
［3］RAVINDRAN V，SON J H.Feed enzyme technology：present status and future developments ［J］.Recent Pat Food Nutr Agric， 2011，3(2)：102-109.
［4］WALSH G A，POWER R F，HEADON D R.Enzymes in the animal-feed industry ［J］.Trends Biotechnol，1993，11(10)：424-430.
［5］HALL J，ALI S，SURANI M A，et al.Manipulation of the repertoire of digestive enzymes secreted into the gastrointestinal tract of transgenic mice ［J］.Biotechnology (N Y) ，1993，11(3)：376-379.
［6］FONTES C M，ALI S，GILBERT H J，et al.Bacterial xylanase expression in mammalian cells and transgenic mice ［J］.J Biotechnol，1999，72(1-2)：95-101.
［7］TAKASHIMA S，NAKAMURA A，HIDAKA M，et al.Molecular cloning and expression of the novel fungal beta-glucosidase genes from Humicola grisea and Trichoderma reesei ［J］.J Biochem，1999，125(4)：728-736.
［8］GOLOVAN S P，HAYES M A，PHILLIPS J P，et al.Transgenic mice expressing bacterial phytase as a model for phosphorus pollution control ［J］.Nat Biotechnol，2001，19(5)：429-433.
［9］GOLOVAN S P，MEIDINGER R G，AJAKAIYE A，et al.Pigs expressing salivary phytase produce low-phosphorus manure ［J］.Nat Biotechnol，2001，19(8)：741-745.
［10］YIN H F，FAN B L，YANG B，et al.Cloning of pig parotid secretory protein gene upstream promoter and the establishment of a transgenic mouse model expressing bacterial phytase for agricultural phosphorus pollution control ［J］.J Anim Sci，2006，84(3)：513-519.
［11］HUANG M，LI Z，HUANG X，et al.Co-expression of two fibrolytic enzyme genes in CHO cells and transgenic mice ［J］.Transgenic Res，2013，22(4)：779-790.
［12］WANG J，DING M，LI Y H，et al.Isolation of a multi-functional endogenous cellulase gene from mollusc，Ampullaria crossean ［J］.Acta Bioch Bioph Sin，2003，35(10)：941-946.
［13］WANG J，DING M，LI Y H，et al.A monovalent anion affected multi-functional cellulase EGX from the mollusca，Ampullaria crossean ［J］.Protein Expr Purif，2003，31(1)：108-114.
［14］ZHANG H，YAO B，WANG Y，et al.Characterization，gene cloning and expression of new xylanase XYNB with high specific activity ［J］.Chin Sci Bull，2003，48(8)：761-765.
［15］LIU Z，SUN Y，FENG T，et al.Mammalian expression levels of cellulase and xylanase genes optimised by human codon usage are not necessarily higher than those optimised by the extremely biased approach ［J］.Biotechnol Lett，2014，36(11)：2169-2176.
［16］LIU Z，FENG T，JI Q，et al.Introduction of silent mutations in a codon-optimized xylanase (xynB) results in enhanced protein expression in HEK293A cells ［J］.Biotechnol Lett，2013，35(12)：2105-2111.
［17］LYND L R，WEIMER P J，VAN ZYL W H，et al.Microbial cellulose utilization：fundamentals and biotechnology ［J］.Microbiol Mol Biol Rev，2002，66(3)：506-577.
［18］DENG W，YANG D，ZHAO B，et al.Use of the 2A peptide for generation of multi-transgenic pigs through a single round of nuclear transfer ［J］.PLoS One，2011，6(5)：e19986.
［19］HASEGAWA K，COWAN A B，NAKATSUJI N，et al.Efficient multicistronic expression of a transgene in human embryonic stem cells ［J］.Stem Cells，2007，25(7)：1707-1712.
［20］TRICHAS G，BEGBIE J，SRINIVAS S.Use of the viral 2A peptide for bicistronic expression in transgenic mice ［J］.BMC Biol，2008，6：40.

[1]	戴学宇, 张乾义, 徐璐, 赵启祖, 王琴, 夏应菊. CRISPR/Cas9基因编辑技术在重要猪病毒病防控中的研究与应用[J]. 畜牧兽医学报, 2020, 51(5): 943-951.
[2]	吴锦艳, 田宏, 蒙学莲, 惠小婷, 王耀杰, 关玉华, 尚佑军, 刘永生, 张志东. 慢病毒介导稳定表达增强小反刍兽疫病毒复制的山羊Vero/SLAM细胞系的建立[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(1): 218-226.
[3]	胡慧艳, 贾青, 侯胜奎, 刘津, 张婧, 张伟峰, 锡建中. 猪StAR基因启动子区克隆及其转录活性研究[J]. 畜牧兽医学报, 2018, 49(7): 1524-1532.
[4]	胡慧艳, 贾青, 侯胜奎, 刘津, 赵思思, 张伟峰, 张军, 张建亭, 边慧敏. 猪DKK1基因启动子区的克隆及其活性分析[J]. 畜牧兽医学报, 2017, 48(6): 1150-1157.
[5]	许倩茹, 张二芹, 郭军庆, 杨继飞, 刘运超, 王爱萍, 王丽, 万博, 汪磊, 蒋大伟, 邓瑞广, 张改平. 新城疫病毒F蛋白在水稻中的表达及检测[J]. 畜牧兽医学报, 2017, 48(6): 1167-1172.
[6]	胡燕红，余玲莹，黄晓红. 酵母表达的长角血蜱谷氨酰胺转移酶及其活性分析[J]. 畜牧兽医学报, 2017, 48(2): 331-339.
[7]	胡湘云，高小龙，付向晶，刘丹丹，范文涛，王燕平，杜恩岐，王兴龙，党如意，杨增岐. 双峰驼天然重链抗体可变区酵母双杂交文库的构建与鉴定[J]. 畜牧兽医学报, 2015, 46(6): 1071-1076.
[8]	符梅，陈亚冰，李键，熊显荣,兰道亮. NOBOX基因在麦洼牦牛卵母细胞、早期胚胎及胎儿卵巢的表达[J]. 畜牧兽医学报, 2014, 45(11): 1746-1751.
[9]	刘志国. CRISPR/Cas9系统介导基因组编辑的研究进展[J]. 畜牧兽医学报, 2014, 45(10): 1567-1583.
[10]	陈利，赵薇，占思远，李丹，李利，仲涛，王林杰，张红平. 山羊不同组织及不同发育时期骨骼肌内参基因的表达稳定性分析[J]. 畜牧兽医学报, 2014, 45(8): 1228-1236.
[11]	张春香，赵辉，张国林，郭丽娜，任有蛇. 绵羊ApoER2 基因克隆及其干扰质粒对睾丸共培养细胞硒蛋白表达的影响[J]. 畜牧兽医学报, 2014, 45(8): 1237-1245.
[12]	王敬姣，张明月，谭贝贝，张萃，李冬杰，戴蕴平，李宁，李世杰. 转基因克隆牛外源基因整合位点的检测[J]. 畜牧兽医学报, 2014, 45(4): 553-558.
[13]	冀元凯，田雪，范瑞文，于秀菊，赵园园，马淑慧，董常生. MATP在不同毛色羊驼皮肤中的表达、定位及与其他基因的相关性分析[J]. 畜牧兽医学报, 2014, 45(3): 502-508.
[14]	王向鹏，魏蕊芳，肖书奇，周恩民. 慢病毒载体介导稳定表达CD163 的PAM细胞系的建立及对PRRSV感染的研究[J]. 畜牧兽医学报, 2013, 44(11): 1797-1804.
[15]	贺生芳，付向晶，刘阳坤，慕国辉，刘海金，王兴龙，杜恩岐，杨增岐. 1种高效纳米抗体生产方法的建立[J]. 畜牧兽医学报, 2013, 44(9): 1487-1493.

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