Tol2转座子 -- 转基因工具

Tol2转座子

1.Tol2 是在青鳉鱼基因组中发现的一种具有自主性的转座子元件。它编码转座酶,催化 Tol2 转座子结构中 5'端 200 bp 和 3'端 150 bp 序列发生转座反应。它属于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,编码蛋白含有649个氨基酸。


Tol2 转座子及小型 Tol2 载体

2.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。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。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。


Tol2 转座子的作用机制

3.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。

斑马鱼中应用

1.将转座子供体质粒 [转基因表达质粒] 和一段编码转座酶的人工合成的 mRNA [Tol2 转座酶] 一起注射到受精卵中。mRNA翻译合成转座酶,该酶催化供体质粒中转座子结构的切除,并引导供体质粒中的外源基因与宿主基因组整合。随着mRNA 和转座酶逐渐被降解,在其活性消失后,Tol2 插入序列就会比较稳定。通过杂交,在 F1后代中筛选含有 Tol2 插入序列的转基因斑马鱼。结果显示,有 50%-70% 的亲本转基因斑马鱼可以产生转基因后代,频率为 3%-100%。
2.转基因表达质粒作为外源 DNA,和转座酶的加帽 mRNA 一起,各以 60–100 ng/µL、300–1 000 ng/µL 的质量浓度约2 nL 的总体积注射到 1-细胞期的胚胎。

作用机制

1.Tol2系统包含两个载体:负责编码转座酶的质粒和转座子质粒[包含两个反向末端重复序列(ITRs)以及两者之间的转座区域]。
2.转座酶识别转座子的两个ITR并将被转座区和两个ITR元件插入到宿主基因组中。
3.Tol2通过“剪切-粘贴”机制以单拷贝进行整合,不会留下序列本身,而在每一个插入位点都会产生一个8 bp的重复序列。

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