青鳉脑型芳香化酶cyp19b基因的敲除和鉴定
2021-06-23常宇阳武小雯郭海燕关桂君
常宇阳,武小雯,郭海燕, 关桂君
(1.上海海洋大学 农业部淡水水产种质资源重点实验室, 上海 201306;2.上海海洋大学 水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室, 上海 201306;3.上海海洋大学 水产科学国家实验教学示范中心, 上海 201306)
芳香化酶(Aromatase)是内源性雌激素合成的关键酶[1]。哺乳类和鸟类中,芳香化酶由一个单拷贝的cyp19基因所编码[2],在鱼类中则存在两种不同的芳香化酶编码基因cyp19a和cyp19b。青鳉(Japanese medaka HdrR,Oryziaslatipes)胚胎发育时期,雌雄鱼脑部cyp19b的表达没有明显差别,随着青春期性成熟过程开始,cyp19b表达开始出现雌雄性差,脑中cyp19b表达量雌性高于雄性,提示cyp19b可能参与脑-性腺轴的雌雄性分化调控[3]。除了在脑中表达,cyp19b在鱼类的性腺、肝脏等器官中也有表达[4]。cyp19a主要在卵巢中表达,是雌激素合成关键酶,以维持卵巢和卵母细胞发育。化学诱导突变(ENU-based mutagenesis)青鳉cyp19a研究显示,cyp19a缺失突变个体有早期卵巢发育,但在青春期之后因部分卵巢退化而出现卵巢向精巢转化的XX雄性逆转表型。并且cyp19a和cyp19b双突变个体表型同cyp19a单独敲除的表型基本一致,证明内源性雌激素不是XX生殖细胞进入卵细胞早期发育的必需因子[5]。由于青鳉cyp19b的功能未知,我们利用CRISPR/Cas9系统设计了靶向敲除cyp19b,成功建立了可遗传的cyp19b缺失品系。
青鳉与人类一样拥有XY型性别决定系统[6],这使得青鳉成为研究性别调控和性别分化的良好模式动物。其繁殖快,世代周期短,每天都能产卵,并且胚胎透明,能方便地进行显微注射操作。近年来CRISPR/Cas9系统由于操作简便、效率高,在青鳉基因编辑中已经有不少成功的应用[7-8]。……
