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知识|F0与F1代小鼠的介绍

发布日期:2017-11-18       文章来源: NBRI模式动物       作者:

 在Cas9-ko项目中,F0代小鼠是爸爸妈妈,F1代小鼠是孩子。那么,它们是否完全等同,可以相互替代使用?F0和F1是通过什么方式获得的?带着这些疑问,我们一起来学习F0与F1的知识吧。

 CRISPR/Cas9技术的问世使基因编辑变得更加容易,这也使它成为了生物科研行业炙手可热的技术。以采用Cas9技术进行基因敲除为例,我们首先需要制备针对靶基因的Cas9 mRNA及导向RNA(gRNA),再通过显微注射技术将制备好的RNA直接注射入0.5天受精卵,最后将受精卵移入假孕母体输卵管,受精卵继续完成胚胎发育形成胎儿,小仔将于移植后19.5天左右出生。小仔出生5-7天进行剪尾鉴定,得到的阳性鼠即首建鼠,以下简称为F0。

 由于在Cas9技术进行基因编辑的过程中,Cas9切割DNA后经NHEJ(非同源末端拼接)途径修复时,会随机删除或插入部分碱基,理论上得到的每只小鼠都拥有不同的基因型,每只F0向下传代可得到一个独立的种系(line)。通常筛选4只左右基因型满足要求的F0配繁建系,将性成熟的F0与野生型小鼠交配,经过19-21天的孕期,小仔出生,剪尾鉴定确认基因型即得到F1代阳性鼠,将F1继续繁育就可以扩大种群,并用于实验或分析。

 阳性F1代小鼠的任意细胞都具有两条染色体,一条来自F0,一条来自背景鼠。虽然我们使用单细胞受精卵进行Cas9基因编辑,但基因编辑仍有可能发生在2细胞或以后,造成胚胎早期不同的细胞带有不同的基因编辑DNA,还有些细胞DNA可能未被编辑。这样,F0就可能带有多种不同编辑方式的细胞,以及未编辑过的细胞。如果F0生殖细胞由未编辑过的早期胚胎细胞发育分化而来,那么F0就不能将基因编辑后的DNA遗传给后代,反之则可以遗传。所以,繁育4只F0,有可能其中并不是全部都会遗传。F0通常需要配一代背景鼠以获得能够稳定遗传的F1鼠,F1代阳性鼠源自F0代的阳性配子(精子或卵细胞),可以稳定将编辑过的基因遗传给后代。

 具有可遗传性的F0,也并不意味着会遗传100%的基因给后代。F0和F1不同,不可相互替代使用。由于F0的不确定性,它们当然是不可以互配的。