1、Tol2轉座機制
 

  Tol2轉座子是Koga等人在日本青鳉魚中發現，屬于hAT轉座子家族，全長4682bp，末端分別為17bp和19bp的反向重復序列，包含4個外顯子（圖1），編碼蛋白含有649個氨基酸殘基。

   Tol2作為一個自主的轉座元件，自身可以編碼轉座酶，且迄今為止，是在脊椎動物中發現的唯一具有自主轉座活性的轉座子^[1]。將轉座酶編碼區序列部分缺失， 但保留轉座酶識別和結合區域序列，Tol2便無法發生自主轉座（圖1）。

圖1 Tol2轉座子序列^[1]

       利用這一特性，可以以外源基因替代轉座酶編碼序列，構建Tol2轉座載體，與轉座酶cDNA載體質粒共轉入宿主細胞，外源基因便會以“剪切-粘貼”的方式整合入基因組中且不會引起任何靶位點的重排和修飾^[2], 如圖2.

圖2 Tol2轉座機制^[2]

2、Tol2應用
 

   Tol2轉座子具有不定向性，即在基因組中是隨機插入，并無序列特異性，那既然Tol2都如此任性了，留之何用呢？

   起初，科學家們利用這一特性，將其作為基因捕獲和增強子捕獲的工具以進行突變體篩選，從而確定機體發育過程中重要功能基因的突變體。但隨著科學技術的不斷進步，自動化的基因高通量篩選鑒定早已不在話下，以為tol2會就此淘汰？不存在的！如今的tol2轉座子依舊在建立穩定基因表達細胞系和轉基因大、小鼠的制備等方面發揮著其獨特的技術優勢。

   當然，實踐是檢驗真理的唯一標準，2009年，Zoltán Ivics等^[3]就為大家詳細闡述了Tol2轉座機制在鼠中的應用，具體流程如圖3，通過不斷地表型篩選，Tol2系統可以用于構建轉基因鼠和穩定的基因表達細胞系。 

圖3 利用Tol2構建轉基因鼠和基因表達細胞系^[3]
 

3、Tol2轉座優勢
 

與傳統的轉基因方法相比，Tol2轉座子法優勢明顯，主要表現在以下幾方面：

相對更高的轉基因效率

不同品系小鼠中，同一轉座子的轉座效率存在差異，相同品系小鼠中，Tol2較SB、PB在生殖細胞中的轉座效率更高^[4]‍，如表1。

表1 不同轉座子在生殖細胞中的轉座效率

無位點特異性

相較于PB、SB，Tol2轉座子靶點的選擇性更高，沒有明顯的位點特異性（8-bp的雜合堿基序列），在染色體上比較傾向整合于基因的5＇端區域^[3]，如表2。

表2  SB,PB和Tol2的基因組位點特異性比較

 

無堿基傾向性

Tol2轉座子，插入位點的堿基序列可以不同，沒有明顯的堿基傾向性^[5]。如表3。

表3 Tol2插入位點的堿基傾向性

 

無過度抑制效應

如下表4所示，隨著轉座酶與轉座子的比例增大，PB轉座效率逐漸飽和甚至出現下降趨勢，表明過量表達的轉座酶會抑制PB的轉座反應，即過度抑制效應，但Tol2較之轉座效率不受影響， 沒有出現抑制效應^[6]。

表4  PB，Tol2轉座抑制效應比較

 

   除此外，tol2轉座無需絕緣子，可攜帶大片段外源DNA，目前百奧賽圖已利用該系統成功將13kb外源DNA片段轉入小鼠體內！

  好啦，篇幅有限，今日科普到此結束，不過我很快還會再回來的！需要tol2轉基因小鼠的各位老板們，百奧賽圖等著你哈~~

【參考文獻】

[1] Koga A. and Hori H. The Tol2 transposable element of the medaka fish: an active DNA-based element naturally occurring in a vertebrate genome[J]. Genes & Genetic Systems, 2001, 76:1-8.

[2] DNA transposon-based gene vehicles - scenes from an evolutionary drive. J Biomed Sci. 2013 Dec 9;20:92.

[3] Transposon-mediated Genome Manipulations in Vertebrates. Nat Methods. 2009 June ; 6(6): 415–422. 

[4] Efficient transposition of Tol2 in the mouse germline. Genetics. 2009 Dec;183(4):1565-73. 

[5] A simple and highly efficient transgenesis method in mice with the Tol2 transposon system and cytoplasmic microinjection. Genomics. 2010 May;95(5):306-11. 

[6]. Efficient genetic modification and germ-line transmission of primordial germ cells using piggyBac and Tol2 transposons. Proc Natl Acad Sci U S A. 2012 Jun 5;109(23):E1466-72.

百奧賽圖

   百奧賽圖基因生物技術有限公司（簡稱“百奧賽圖”），公司總部現位于北京亦莊，在上海張江、江蘇海門、美國波士頓設有分公司，同時在武漢、廣州、成都等地設有辦事處。

   2008年在美國成立并成功運營，2009年北京百奧賽圖總公司成立，并于2012年將總部遷址到北京亦莊經濟技術開發區。

   百奧賽圖是一家以穩定、高效基因編輯技術平臺為依托，以模式動物定制服務、重要模式動物開發與規模化繁殖與供應、體內藥理藥效評價服務、抗體藥物研發外包服務為一體的高科技生物醫藥企業。

  公司秉承以追求更好的人類健康為宗旨，旨在為新藥研發領域提供高品質的產品與服務。

掃碼關注百奧賽圖了解更多干貨