筛选特异神经元表达的Gal4转基因品系对于果蝇神经系统及其功能的研究极其重要。GAL4蛋白是酵母中的一类转录因子,它能够与特定的上游激活序列(Upstream Active Sequences, UAS)结合,并驱动UAS下游基因的表达。果蝇的转座子P因子(P-element)可以在其自身产生的转座酶的作用下,在果蝇的基因组内移动。通过剔除P因子内转座酶基因,使其成为转基因的载体。在外源转座酶的帮助下将带有一个弱启动子的Gal4基因随机插入到果蝇的基因组中,如果插入的位置正好在某个增强子的作用范围内,就会驱动Gal4基因的表达,获得具有特定表达模式的Gal4转基因品系,这就是“增强子陷阱”(enhancer-trap)技术。通过转基因载体同样可以将UAS及其下游目的基因(如绿色荧光蛋白GFP)一起转入果蝇的基因组中,从而获得UAS-GFP转基因品系。当Gal4转基因品系与UAS-GFP转基因品系的果蝇杂交后,在其子代中产生的GAL4蛋白与UAS特异性结合,驱动UAS下游的GFP表达,从而标记出Gal4转基因品系的表达模式。经过大规模的筛选就可以得到大量具有特定表达模式的Gal4转基因品系。由于已有的Gal4品系本身不能产生转座酶,保证了已有Gal4品系的稳定遗传。如果人为地为已有的Gal4品系提供一次转座酶,就可以引起P因子的再次转座,从而可能产生具有特定表达模式的新Gal4品系。本期发表的《用“增强子陷阱” 技术构造并筛选果蝇UAS/Gal4系统中Gal4新品系及脑基因表达图谱数据库的开发》(见xx-xx页),报道了清华大学钟毅实验室经过开展大规模的遗传筛选,找到了一批目前国外Gal4基因库中还没有发现的具有特异神经元表达的Gal4品系,将极大地拓展果蝇脑结构与功能的研究。根据Gal4品系的表达模式,他们开发了在果蝇脑中特异表达的图谱数据库,将会方便快速查找实验所需的特定表达的Gal4转基因品系。这项工作不仅扩大了国际上果蝇Gal4品系资源,也为建立我国特有果蝇信息与资源平台打下了良好的基础。 果蝇作为一种经典的模式生物,其Gal4/UAS系统被比喻为瑞士军刀(Swiss Army Knife),是探索生命科学问题的强有力的工具。凭借Gal4/UAS系统,果蝇已经被应用于生命领域的各个学科中。如神经科学的研究中,需要研究各种基因、突触、神经元以及神经元网络在各种神经活动中的功能。有了大量特异神经元表达的Gal4转基因品系,就使得上述研究得心应手。如将UAS转基因品系中的目的基因换成要研究的基因,与特定表达模式的Gal4品系杂交,可以研究该基因在相关部位的功能。如果将UAS转基因品系中的目的基因换成各种功能阻断分子等,与各种特定表达的Gal4品系杂交,就可以准确研究果蝇脑中从单个神经元、神经元群到神经回路的功能,从而最终实现果蝇脑功能的精确定位。 目前国际上已经建立了多个果蝇的信息与资源平台,如美国印第安纳大学的布卢明顿果蝇种系中心(Bloomington Drosophila Stocks Center),日本京都工业技术大学的果蝇遗传资源中心(Drosophila Genetics Resource Center,DGRC)以及奥地利维也纳果蝇RNAi中心(Vienna Drosophila Resource Center, VDRC)等等。这些果蝇的信息与资源平台为各国科研人员进行信息交流、获得果蝇品系、促进科研发展起到了非常重要的作用。由于建立果蝇信息与资源库的成本较高,既需要大量工作人员进行长期的筛选工作,又需要稳定的资助来维持果蝇资源与数据库的运转。钟毅实验室克服了各种困难,建立了具有自己特色的Gal4转基因品系库和相关的数据库,并且还在不断的扩大和完善已有的资源与信息,极大地推动了国内果蝇信息与资源平台的建设。另一方面,随着国内果蝇实验室的不断发展与壮大,科研水平的日益提高,新的基因突变体和转基因品系不断增多,如何有效的利用国内的果蝇资源,如何推动国内果蝇信息与资源的共享,还需要国内果蝇实验室的不断努力。另外,建立和维持果蝇品系库需要大量人员和财力的支撑,我们也希望国内的果蝇实验室在国家相关部门的大力支持下,通过多种形式建立和完善各种果蝇的信息与资源平台,推动国内科研持续稳定地发展。
筛选特异神经元表达的Gal4转基因品系对于果蝇神经系统及其功能的研究极其重要。GAL4蛋白是酵母中的一类转录因子,它能够与特定的上游激活序列(Upstream Active Sequences, UAS)结合,并驱动UAS下游基因的表达。果蝇的转座子P因子(P-element)可以在其自身产生的转座酶的作用下,在果蝇的基因组内移动。通过剔除P因子内转座酶基因,使其成为转基因的载体。在外源转座酶的帮助下将带有一个弱启动子的Gal4基因随机插入到果蝇的基因组中,如果插入的位置正好在某个增强子的作用范围内,就会驱动Gal4基因的表达,获得具有特定表达模式的Gal4转基因品系,这就是“增强子陷阱”(enhancer-trap)技术。通过转基因载体同样可以将UAS及其下游目的基因(如绿色荧光蛋白GFP)一起转入果蝇的基因组中,从而获得UAS-GFP转基因品系。当Gal4转基因品系与UAS-GFP转基因品系的果蝇杂交后,在其子代中产生的GAL4蛋白与UAS特异性结合,驱动UAS下游的GFP表达,从而标记出Gal4转基因品系的表达模式。经过大规模的筛选就可以得到大量具有特定表达模式的Gal4转基因品系。由于已有的Gal4品系本身不能产生转座酶,保证了已有Gal4品系的稳定遗传。如果人为地为已有的Gal4品系提供一次转座酶,就可以引起P因子的再次转座,从而可能产生具有特定表达模式的新Gal4品系。本期发表的《用“增强子陷阱” 技术构造并筛选果蝇UAS/Gal4系统中Gal4新品系及脑基因表达图谱数据库的开发》(见xx-xx页),报道了清华大学钟毅实验室经过开展大规模的遗传筛选,找到了一批目前国外Gal4基因库中还没有发现的具有特异神经元表达的Gal4品系,将极大地拓展果蝇脑结构与功能的研究。根据Gal4品系的表达模式,他们开发了在果蝇脑中特异表达的图谱数据库,将会方便快速查找实验所需的特定表达的Gal4转基因品系。这项工作不仅扩大了国际上果蝇Gal4品系资源,也为建立我国特有果蝇信息与资源平台打下了良好的基础。 果蝇作为一种经典的模式生物,其Gal4/UAS系统被比喻为瑞士军刀(Swiss Army Knife),是探索生命科学问题的强有力的工具。凭借Gal4/UAS系统,果蝇已经被应用于生命领域的各个学科中。如神经科学的研究中,需要研究各种基因、突触、神经元以及神经元网络在各种神经活动中的功能。有了大量特异神经元表达的Gal4转基因品系,就使得上述研究得心应手。如将UAS转基因品系中的目的基因换成要研究的基因,与特定表达模式的Gal4品系杂交,可以研究该基因在相关部位的功能。如果将UAS转基因品系中的目的基因换成各种功能阻断分子等,与各种特定表达的Gal4品系杂交,就可以准确研究果蝇脑中从单个神经元、神经元群到神经回路的功能,从而最终实现果蝇脑功能的精确定位。 目前国际上已经建立了多个果蝇的信息与资源平台,如美国印第安纳大学的布卢明顿果蝇种系中心(Bloomington Drosophila Stocks Center),日本京都工业技术大学的果蝇遗传资源中心(Drosophila Genetics Resource Center,DGRC)以及奥地利维也纳果蝇RNAi中心(Vienna Drosophila Resource Center, VDRC)等等。这些果蝇的信息与资源平台为各国科研人员进行信息交流、获得果蝇品系、促进科研发展起到了非常重要的作用。由于建立果蝇信息与资源库的成本较高,既需要大量工作人员进行长期的筛选工作,又需要稳定的资助来维持果蝇资源与数据库的运转。钟毅实验室克服了各种困难,建立了具有自己特色的Gal4转基因品系库和相关的数据库,并且还在不断的扩大和完善已有的资源与信息,极大地推动了国内果蝇信息与资源平台的建设。另一方面,随着国内果蝇实验室的不断发展与壮大,科研水平的日益提高,新的基因突变体和转基因品系不断增多,如何有效的利用国内的果蝇资源,如何推动国内果蝇信息与资源的共享,还需要国内果蝇实验室的不断努力。另外,建立和维持果蝇品系库需要大量人员和财力的支撑,我们也希望国内的果蝇实验室在国家相关部门的大力支持下,通过多种形式建立和完善各种果蝇的信息与资源平台,推动国内科研持续稳定地发展。
刘力.建立果蝇信息与资源平台[J].生物化学与生物物理进展,2008,35(6):607-609
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