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 RL. Germline stem cell transplantation and transgenesis. Science. 2002; 296(5576): 2174—2176. Available from: 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; 147(3):R65—R74. Available from: doi: 10.1530/REP-13-0466.
  3. Spadafora C. Sperm cells and foreign DNA: a controversial relation. Bioassays. 1998; 20(11):955—964. Available from: doi: 10.1002/(SICI)1521-1878(199811)20:11<955::AID-BIES11>3.0.CO;2-8.
  4. McLean DJ. Spermatogonial stem cell transplantation and testicular function. Cell Tissue Research. 2005; 322(1):21—31. Available from: doi: 10.1007/s00441-005-0009-z.
  5. Brinster RL, Nagano M. Spermatogonial stem cell transplantation, cryopreservation and culture. Seminars in Cell & Developmental Biology. 1998; 9(4):401—409. Available from: doi: 10.1006/scdb.1998.0205.
  6. De Rooij DE, Griswold MD. Questions about spermatogonia posed and answered since 2000. Journal of andrology. 2012; 33(6):1085—1095. Available from: doi: 10.2164/jandrol.112.016832.
  7. Bykova VL, Zhunkeira LK, Karneiro Zh. (eds). Histology: atlas, study guide. Мoscow: GEOTAR Media Publ.; 2009. (In Russ).
  8. Yu F, Ding LJ, Sun GB, Sun PX, He XH, Ni LG, Li BC. Transgenic sperm produced by electrotransfection and allogeneic transplantation of chicken fetal spermatogonial stem cells. Molecular Reproduction and Development: Incorporating Gamete Research. 2010; 77(4):340—347. Available from: doi: 10.1002/mrd.21147.
  9. Oatley JM. Spermatogonial stem cell biology in the bull: development of isolation, culture, and transplantation methodologies and their potential impacts on cattle production. Reprod. Domest. Rumin. 2010; 67(7):133—143.
  10. Savchenkova IP, Korzhikova SV, Kostereva NV, Ernst LK. Cultivation and transplantation of boar type A spermatogonia. Ontogenesis. 2006; 37(4):292—300. (In Russ).
  11. Novgorodova IP, Mormyshev AN, Volkova NA, Zinovieva NA, Ernst LK. Genetic transformation of rabbit spermatogonium in vivo. Biotechnology. 2008; (1):24—28. (In Russ).
  12. Volkova N.A., Zinovieva N.A., Volkova L.A., Lotsmanova N.S., Ernst L.K. Study of factors affected the efficiency of gene transfer into the male germ cells of agricultural animals. Agricultural Biology. 2010; 45(6):16—19. (In Russ).
  13. Beloglazova EV, Kotova TO, Volkova NA, Volkova LA, Zinovieva NA, Ernst LK. Age dynamics of spermatogenesis in cocks in connection with optimization of bioengineering manipulation time. Agricultural Biology. 2011; 46(6):60—64. (In Russ).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML


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

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).