Xist基因调控及对牛SCNT早期胚胎发育的影响的任务书.docx

Xist基因调控及对牛SCNT早期胚胎发育的影响的任务书
任务书
翻译题目：Xist基因调控及对牛SCNT早期胚胎发育的影响
翻译要求：不少于1200字
一、背景介绍
体细胞克隆技术（Somaticcellnucleartransfer，简称SCNT）是一种先将来源种细胞核移植到空卵母细胞内，再通过人工激活和体外培养获得克隆胚胎的技术。SCNT技术已广泛应用于动物的生殖和基因改良等领域。然而，其成功率仍然较低，其中胚胎早期发育的异常表现是增加卵裂不全、胚胎停止发育等问题，这也制约着其进一步应用。因此，对于SCNT技术的胚胎早期发育过程中的分子机制进行研究具有重要的意义。
X染色体依赖性不活化（Xchromosomeinactivation，简称XCI）是一种哺乳动物雌性为了避免X染色体基因过量表达而发生的一种类位点（allelic）异染色质修饰和基因沉默的现象。X染色体不活化的调控机制一直是一个热点研究方向。在哺乳动物雌性发育过程中，早期胚胎细胞中只有一个X染色体是活跃的，而在进入分化阶段时，无论是通过原基性生殖细胞的减数分裂还是细胞增殖进程中，雌性体细胞的X染色体便已经发生了一定的异染色质修饰，引起了其中一个X染色体上的X-染色体特异性RNA（Xist）的表达。XistRNA作为非编码型RNA，通过联结核小体和取代核小体修饰因子的互作，依赖着与黑色素瘤相关的BRM/SWI2相关基因复合物（BRM/SWI2-relatedgenecomplex，简称BASC）和RNA-结合蛋白的互作来实现对X染色体的沉默。然而在SCNT技术中，X染色体的表达和活性情况依然存在很多疑问，尤其是对于新合成的X染色体，Xist是否会发挥和正常胚胎早期发育中X染色体活化和关键调控因子同等的作用仍然缺乏明确的研究。
二、研究目的
本研究将利用SCNT技术筛选出早期胚胎发育异常的原因，重点关注X染色体在胚胎早期发育调控中的作用。通过构建X染色体Xist-knockout克隆胚胎，来揭示男性特有的X染色体基因在早期发育中可能的分子调控机制，探究X染色体在SCNT克隆胚胎早期发育中的角色，以期为SCNT技术带来新的启示和理解。
三、研究内容与计划
（1）构建牛SCNT克隆胚胎模型
选择来源于胎牛成纤维细胞的核供体，采用标准的SCNT技术和体外培养方法，构建牛SCNT克隆胚胎，评估其早期胚胎形态学表现、发育动态和快过程基因的表达情况。
（2）X染色体Xist基因敲除效果的评估
利用基因工程技术，设计和合成适合于牛X染色体Xist基因敲除的CRISPR/Cas9靶向转录组，通过显微注射的方法，将CRISPR/Cas9基因表达体系导入到牛SCNT克隆胚胎中。收集克隆胚胎，通过PCR、Southernblot和FISH等技术方法，对X染色体Xist表达的敲除效果进行评估。同时监测敲除后的原代克隆胚胎的存活率、分裂情况和细胞周期。
（3）X染色体Xist基因敲除对牛SCNT早期胚胎发育的影响
通过比较Xist基因敲除正常SCNT克隆胚胎和原代内质网综合征克隆胚胎的形态学和基因表达谱，激活和响应因素如OCT4、NANOG、SOX2等基因的表达情况的变化，分析X染色体胚系对SCNT克隆胚胎早期发育的调控作用和机制。同时，我们将进一步探究X染色体的基因表达、组蛋白和RNA调控网络、非编码RNA与甲基化修饰等在不同克隆胚胎早期发育阶段胚胎干细胞的定向发育中的调控作用。
（4）对研究结果的分析和讨论
根据上述实验结果，进一步探究Xist在XCI中的各种亚型（如遗传型和取代型、外周型、链型和共享型）的形成和作用，分析Xist在X染色体基因表达、基因沉默和遗传底层的调控作用的机制和分子细节。我们将通过数据挖掘、基因表达谱、普通PCR和定量PCR技术等手段对结果进行统计和分析，挖掘X染色体Xist基因及其相关调节网络和调节机制。
四、研究意义与预期结果
本研究主要旨在揭示X染色体调控机制在牛SCNT克隆胚胎早期发育过程中的功能和分子机制，对于解析SCNT技术中早期胚胎发育异常的机制，提高SCNT技术的应用效率，补充和完善Xist基因在雌性动物个体中发挥的作用和机制等方面有着重要的意义。我们期望通过本研究，得出以下几方面的预期结果：
（1）成功构建牛SCNT克隆胚胎模型，为后续的研究提供平台。
（2）成功敲除牛X染色体的Xist基因，揭示其在早期胚胎发育过程中的调控机制。
（3）Xist基因敲除对牛SCNT早期胚胎发育的调控作用，进而揭示X染色体调控机制在牛SCNT克隆胚胎早期发育过程中的功能和分子机制。
（4）提高SCNT技术的应用效率，为牛种群遗传改良贡献新的科技创新成果。