CRISPR/Cas9技术敲除hbae1.1基因对斑马鱼血红蛋白生成的影响
2021-10-25陈良标
孟 琳,陈良标
(1.海洋生物科学国际联合研究中心(上海海洋大学)中国科学技术部,上海201306;2.水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室(上海海洋大学),上海201306;3.水产科学国家级实验教学示范中心(上海海洋大学),上海201306)
血红蛋白是一种由多肽链或4个附属单元组成的大分子蛋白质,在某些低等动物中以游离状态存在,在人类中存在于红细胞中,是血液不可缺少的成分,最重要的功能是将氧气运送到全身各处[1-2]。血红蛋白异常会引起多种血红蛋白分子病,如镰形细胞贫血症和地中海贫血症等[3-4],且糖化血红蛋白与糖尿病和心血管疾病有密切关系[5-6]。血红蛋白水平下降会造成生物体心力衰竭,严重损坏机体[7]。但是经过研究发现,南极水域中的一种生物体-冰鱼Chionodracohamatus体内完全不含有血红蛋白,只靠鳃和皮肤吸收水中的溶解氧,却可以在水中正常生活[8-10]。这种自然突变体生物的存在,为实验室构建血红蛋白缺失突变体提供了可行性。
与ZFN和TALEN基因编辑手段相比,CRISPR/Cas9基因编辑系统更高效[11-12],几乎可以准确编辑基因组中任何一个位点,被广泛应用于动植物等模式生物中[13-15]。斑马鱼(Daniorerio)是一种常见的小型淡水鱼,具有许多得天独厚的优点:如体积小,便于饲养;进行体外受精,易于得到受精卵;产卵多,一次可多达几百颗;受精卵透明度清晰可见,便于观察发育情况;达到性成熟时间短等,是一种适合研究基因功能的理想模式生物[16-17]。
目前NCBI上有14个已知的斑马鱼血红蛋白基因,可分为α亚型和β亚型两种类型,分布在3号和12号染色体上,这些基因有些调控斑马鱼胚胎期血红蛋白的生成,有些调控斑马鱼成熟期血红蛋白的生成。……
