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转座子 Tol2 的转座机制与转座优势详述(一)

2020.4.20
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

Tol2转座子

提及转基因,大家首先映入脑海的是什么呢?转基因大豆?玉米?食用油?(对于那些一个都想不到的孩纸们,小编我只想哭晕在厕所)名词很熟悉,各大超市随处可见,可何为转基因,如何得到转基因产品?今天小编简单来跟大家聊一聊。

所谓转基因,顾名思义,就是外源基因整合进入宿主基因组,目前哺乳动物系统最常用的转基因技术主要包括Sleeping beauty(SB),PiggyBac(PB)以及Tol2转座子系列,然而,其中的“明星转座子”当属Tol2!

1、Tol2转座机制

Tol2转座子是Koga等人在日本青鳉鱼中发现,属于hAT转座子家族,全长4682bp,末端分别为17bp和19bp的反向重复序列,包含4个外显子(图1),编码蛋白含有649个氨基酸残基。

Tol2作为一个自主的转座元件,自身可以编码转座酶,且迄今为止,是在脊椎动物中发现的唯一具有自主转座活性的转座子[1]。将转座酶编码区序列部分缺失, 但保留转座酶识别和结合区域序列,Tol2便无法发生自主转座(图1)。

图1 Tol2转座子序列[1]

利用这一特性,可以以外源基因替代转座酶编码序列,构建Tol2转座载体,与转座酶cDNA载体质粒共转入宿主细胞,外源基因便会以“剪切-粘贴”的方式整合入基因组中且不会引起任何靶位点的重排和修饰[2], 如图2.

图2 Tol2转座机制[2]

2、Tol2应用

Tol2转座子具有不定向性,即在基因组中是随机插入,并无序列特异性,那既然Tol2都如此任性了,留之何用呢?

起初,科学家们利用这一特性,将其作为基因捕获和增强子捕获的工具以进行突变体筛选,从而确定机体发育过程中重要功能基因的突变体。但随着科学技术的不断进步,自动化的基因高通量筛选鉴定早已不在话下,以为tol2会就此淘汰?不存在的!如今的tol2转座子依旧在建立稳定基因表达细胞系和转基因大、小鼠的制备等方面发挥着其独特的技术优势。


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