基于piggyBac轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)基因家蠶絲腺生物反應(yīng)器表達(dá)外源蛋白的研究的開(kāi)題報(bào)告

基于piggyBac轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)基因家蠶絲腺生物反應(yīng)器表達(dá)外源蛋白的研究的開(kāi)題報(bào)告一、研究背景與意義蠶絲腺是家蠶制造蠶絲的重要器官，通過(guò)蠶絲腺細(xì)胞合成、分泌蠶絲蛋白，從而形成蠶絲。傳統(tǒng)的蠶絲生產(chǎn)方式存在生產(chǎn)周期長(zhǎng)、耗能高等問(wèn)題，而通過(guò)基因工程技術(shù)，將外源蛋白表達(dá)于蠶絲腺中，可以使蠶絲蛋白合成的效率和產(chǎn)量大大提高，也能讓蠶絲的質(zhì)量和性能得到改善，因此，基于蠶絲腺的生物反應(yīng)器是一種非常有前途的生產(chǎn)模式。目前，基于病毒轉(zhuǎn)染技術(shù)的蠶絲腺生物反應(yīng)器制備外源蛋白已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。但是，病毒轉(zhuǎn)染技術(shù)存在一些缺點(diǎn)，例如易受到感染、難以控制、成本高等。近年來(lái)，piggyBac轉(zhuǎn)座子技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，使用piggyBac轉(zhuǎn)座子技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高效、可控制的目的基因集成和精確基因組編輯。因此，基于piggyBac轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)基因蠶絲腺生物反應(yīng)器，具有高效、可控和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，是一個(gè)有潛力的技術(shù)路線。本研究旨在建立基于piggyBac轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)基因蠶絲腺生物反應(yīng)器，通過(guò)在蠶絲腺中表達(dá)外源蛋白，對(duì)蠶絲的產(chǎn)量、質(zhì)量和性能進(jìn)行改進(jìn)，也為蠶絲生產(chǎn)提供一種新的、高效、可控制的技術(shù)路線。二、研究?jī)?nèi)容和方法本研究計(jì)劃以家蠶作為研究對(duì)象，使用piggyBac轉(zhuǎn)座子技術(shù)，將外源蛋白基因引入家蠶基因組中，構(gòu)建轉(zhuǎn)基因蠶絲腺生物反應(yīng)器。具體步驟如下：1.選擇外源蛋白基因從已知的具有高生物活性的外源蛋白基因中，選擇與蠶絲腺生物反應(yīng)器相關(guān)的基因。本研究將選擇具有生長(zhǎng)因子活性的人源ErhB2/ErbB3二聚體基因作為外源蛋白基因。2.構(gòu)建pPBac[3xp3-EGFPafm]載體在pPBac[3xp3-EGFPafm]載體的多克隆位點(diǎn)上克隆外源蛋白基因，使用蠶絲腺特異性啟動(dòng)子和增強(qiáng)子驅(qū)動(dòng)外源蛋白基因的表達(dá)，將載體構(gòu)建完整。3.蠶卵注射及篩選將構(gòu)建好的載體注射到家蠶受精卵中，篩選出基因集成到蠶基因組的F0代蠶。經(jīng)過(guò)G0與G1代交配和篩選，最終得到G1代轉(zhuǎn)基因蠶。4.蠶絲腺表達(dá)微注射將轉(zhuǎn)基因蠶絲腺注射到?jīng)]有蠶絲腺的野生型蠶體內(nèi)，使得轉(zhuǎn)基因蠶絲腺代替了野生型蠶絲腺進(jìn)行蠶絲的產(chǎn)生。通過(guò)LC-MS等方法對(duì)蠶絲中外源蛋白的表達(dá)和質(zhì)量進(jìn)行分析。三、研究預(yù)期結(jié)果1.建立基于piggyBac轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)基因蠶絲腺生物反應(yīng)器，對(duì)外源蛋白進(jìn)行高效、可控制的表達(dá)。2.通過(guò)外源蛋白的表達(dá)，提高蠶絲的產(chǎn)量和質(zhì)量，改善蠶絲的力學(xué)性能和基本結(jié)構(gòu)特性。3.探究piggyBac轉(zhuǎn)座子在構(gòu)建轉(zhuǎn)基因蠶絲腺生物反應(yīng)器中的作用機(jī)制，為蠶絲生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展提供新思路和新方法。四、研究進(jìn)度安排1.2022年1月-2022年3月：選擇外源蛋白基因并設(shè)計(jì)pPBac[3xp3-EGFPafm]載體。2.2022年4月-2022年6月：進(jìn)行F0代轉(zhuǎn)基因蠶的注射和篩選。3.2022年7月-2022年9月：篩選出G1代轉(zhuǎn)基因蠶絲腺