北大、加大等聯手探索斑馬魚全基因組突變新技術

來自北京大學生命科學學院、美國國立人類基因組研究所和加州大學生物系的研究人員，最近在利用逆轉錄病毒插入法引發斑馬魚全基因組范圍內基因突變的研究中取得重大進展。文章刊登于7月18日在線版《PNAS》。

研究人員采用其研制的一組技術，用假性逆轉錄病毒（pseudotyped retroviruses）感染斑馬魚胚胎，并且繪制了F1代斑馬魚基因組中前病毒整合（retroviral integrations）的遺傳位點。研究人員在F1斑馬魚中找到代表993個逆轉錄病毒整合的2045個序列。共599個整合位于現有的遺傳集合 (Zv6)中，233個整合定位于基因內。

通過培育25個基因中攜帶前病毒整合的斑馬魚，研究人員證實，在接近一半的基因“點擊率”中，mRNA轉錄水平下降了70％以上，整合出現在外顯子或者第一個內含子中時突變的可能性最大。根據這些數據，將近1/5的整合會出現逆轉錄病毒的突變。另外，當鼠類白血病病毒特異整合到基因的第一個內含子（不與其它內含子整合）時，會出現一個強烈的誘變效應。19個基因無活性事件中的3個有胚胎缺陷。根據研究人員所夠勾勒的策略，可能F1代魚中每30個測序反應就有1起突變事件。這與傳統測序途徑（TILLING， Targeting Induced Local Lesions IN Genomes，定向誘導基因組局部突變技術)相比，鑒別斑馬魚基因突變的有效性上升20－30倍。將這種上升的有效性和F1代斑馬魚精子樣本的低溫凍藏相結合，有望得到在每個斑馬魚基因都含有突變的穩定的資源。

注：
TILLING：Targeting Induced Local Lesions In Genomes，將誘發產生高頻率點突變的化學誘變方法與PCR篩選技術和Li-Cor 公司生產的4300 DNA遺傳分析系統的雙色紅外熒光高通量檢測技術有效結合，快速有效地從化學誘變劑（EMS）誘變產生的突變群體中鑒定出點突變，這一全新的、高通量、低成本的反向遺傳學研究方法大大地方便了植物基因組學的研究。

張博簡介

   1989年獲北京大學學士學位；
   1992年獲北京大學碩士學位；
   1995年獲北京大學博士學位；
 
   1994年－1995年，美國威斯康星大學醫學院訪問學者，
   1997年－2002年，瑞士蘇黎世大學分子生物學研究所博士后，
   1995年－2004年，北京大學生命科學學院副教授
   2004年－今， 北京大學生命科學學院教授
 
 教授課程
   遺傳學（本科生主干基礎課）

 研究方向
   以斑馬魚為主要的模式動物，進行脊椎動物早期胚胎發育調控機制的研究。這方面的課題主要與我院朱作言院士和美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）林碩教授進行合作研究。目前正在與美國NIH下屬的國家人類基因組研究所（NHGRI）合作，著手建立以反轉錄病毒插入誘變為基礎的基因突變技術平臺，進行斑馬魚基因飽和突變與篩選。

 近期發表論文目錄
   1. Balamurugan K., Egli, D., Selvaraj, A., Zhang, B., Georgiev O. and Schaffner, W., 2004, Metal-Responsive Transcription Factor (MTF-1) and Heavy Metal Stress Response in Drosophila and Mammalian Cells: a Functional Comparison.  Biol. Chem., 385: 597-603.
   2. Chen, X., Zhang, B., Harmon, P. M., Schaffner, W., Peterson, D. O. and Giedroc, D. P., 2004, A novel cysteine cluster in human MTF-1 is required for  heavy metal-induced transcriptional activation in vivo. J. Biol. Chem., 279(6): 4515-4522.  
3. Tang, F.-C., Meng, G.-L., Li, C.-J., Shi, Y., Ding, M.-X., Shang, K.-G., Zhang, B. and Xue, Y.-F., 2004, Stable suppression of gene expression in mu rine embryonic stem cells by RNAi directed from DNA vector-based short hairpin RNA. Stem Cells, 22: 93-99.
   4. Zhang B., Georgiev O., Hagmann M., Günes ?., Faller P., Va?ák M. and Schaffner W, 2003, Activation of metal transcription factor-1 (MTF-1) by toxic heavy metals and H2O2 in vitro is modulated by metallothionein. Mol. Cell. Biol., 23(23): 8471-8485.
   5. Egli D., Selvaraj A., Yepiskoposyan H., Zhang B., Hafen E., Georgiev O. and Schaffner W, 2003, Knockout of 'metal-responsive transcription factor' M TF-1 in Drosophila by homologous recombination reveals its central role in heavy metal homeostasis. EMBO J., 22(1): 100-108.
   6．湯富酬，楊紅波，孟國良，李成建，尚克剛，張 博，薛友紡，2003，COS-7細胞中小發卡RNA介導的RNA干涉。《遺傳學報》，30(4)：295－300。
   7. Zhang B., Egli D., Georgiev O. and Schaffner W., 2001, The Drosophila homolog of mammalian zinc finger factor MTF-1 activates transcription in response to heavy metals. Mol. Cell. Biol., 21(14): 4505-4514.
   8. Jiang, Z., Zhang, B. and Zhai, Z., 1998, Nuclear reassembly in vitro is  independent of nucleosome/chromatin assembly. Science in China (Ser. C), 28(3): 211-218.  
   9. Zhang, B., Chen, Y., Han, Z. and Zhai, Z., 1998, The role of keratin filaments during nuclear envelope reassembly in Xenopus egg extracts. FEBS Lett., 428(1-2): 52-56.
   10. Chen, Y., Zhang, B., Li, X. and Zhai, Z., 1997, Association of DNA with nuclear matrix in in vitro assembled nuclei induced by rDNA from Tetrahymena shanghaiensis in Xenopus egg extracts. FEBS Lett., 413(3): 449-452.