新农药创制_一切从零开始_李禾
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日本农药创制的诀窍众所周知,新农药创制过程难度大、时间长,还需要投入大量资金。
先正达、拜耳等国际农化巨头称,开发一个新农药需要投入上亿美元甚至更多。
据了解,日本创制费用远低于国际农化巨头。
很多日本公司如日本组合化学、住友化学和曹达化学等,其农药产品的应用效果也很好,占据着较大的国际市场份额。
日本每年约有200~300 个新农药进行登记,日本企业平均从十万个化合物中开发一个新化合物,创制新农药时间约10 年,耗资约50 亿日元(6400 万美元)。
新农药的开发成本,主要为筛选新化合物的开发成本+试验检测该化合物的活性及药效成本+市场推广过程成本。
中化化工科学技术研究总院院长李钟华介绍说,先正达和拜耳等国际农化巨头,在开发新产品上,采用大海捞针式的随机性探究居多,从根本上创新产品结构,成功几率可想而知;而通过收购各地区新化合物的方式,所占研发途径的比例不多。
因此,国际农化巨头研发新产品所耗费的时间较长。
企业与研究单位深度合作在研制、测试及开发新农药过程的多个环节,日企通过与相关高校和研究所深度合作,在控制研发成本在较低水平的同时,也将利益最大化。
李钟华表示,日本农药企业、相关高校和研究所对新化合物的理论研究比较强,具有活性成分的化合物积累数量比较多,在此基础上开发新产品,几率会高很多。
这一合作特点也得到了上海农药研究所教授级高工张一宾的认同。
他表示,日企的新产品研发,大都是与农药合成相关的高校和研究所联合进行的,而高校和研究所的新产品研究费用支出,都是靠政府的科研项目。
多方共同承担研发费用,为企业节省了一部分的研发费用。
出售小试成功化合物再有,新化合物开发出来后,有些产品只进行实验室小试实验,就将化合物出售给其他农药公司,后期的中试、田间试验以及产品市场推广过程中所涉及的费用均不在计算之列。
例如吡虫啉。
李钟华介绍说,20 世纪80 年代,日本特殊农药公司成功开发出全新结构的1-(6-氯-3-吡啶基甲基)-N-硝基咪唑烷-2-亚胺,其小试表现出很好的活性,而后日本特殊农药公司将其出售给拜耳,中试、田间试验以及开发市场的工作都是拜耳完成的。
植物解毒营养液——绿野
闻一
【期刊名称】《农村科学实验》
【年(卷),期】2004(000)006
【摘要】绿野植物解毒营养液,是长春市吉利农业科技有限公司研制开发的高科技专利产品,几年来在全国十几个省、市推广应用效果十分显著,深受广大农民的信赖和好评,2002年获得国家发明专利证书,同时获得"英国国际联邦专利推广中心认证资历证明",并荣获"世界
【总页数】1页(P21-21)
【作者】闻一
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】S482.8
【相关文献】
1.“绿野神”植物营养液产品简介 [J],
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5.植物动力2003专栏——新型植物营养液植物动力2003应用技术交流会在南汇召开 [J], 区振棠
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江苏农业学报(JiangsuJ.ofAgr.Sci.)ꎬ2023ꎬ39(4):1036 ̄1042http://jsnyxb.jaas.ac.cn赵为民ꎬ戴超辉ꎬ陈㊀哲ꎬ等.CRISPR/dCas9 ̄KRAB系统沉默猪LncRNA ̄NEAT1基因[J].江苏农业学报ꎬ2023ꎬ39(4):1036 ̄1042.doi:10.3969/j.issn.1000 ̄4440.2023.04.013CRISPR/dCas9 ̄KRAB系统沉默猪LncRNA ̄NEAT1基因赵为民1ꎬ2ꎬ3ꎬ㊀戴超辉1ꎬ2ꎬ3ꎬ㊀陈㊀哲1ꎬ2ꎬ3ꎬ㊀涂㊀枫1ꎬ2ꎬ3ꎬ㊀李㊀辉1ꎬ2ꎬ3ꎬ㊀付言峰1ꎬ2ꎬ3ꎬ㊀李碧侠1ꎬ2ꎬ3ꎬ㊀任守文1ꎬ2ꎬ3ꎬ㊀程金花1ꎬ2ꎬ3(1.江苏省农业科学院畜牧研究所ꎬ江苏南京210014ꎻ2.江苏省农业种质资源保护与利用平台ꎬ江苏南京210014ꎻ3.农业农村部种养结合重点实验室ꎬ江苏南京210014)收稿日期:2022 ̄08 ̄19基金项目:江苏省种业振兴揭榜挂帅项目[JBGS(2021)099]ꎻ扬州市重点研发项目(现代农业)(YZ2021037)ꎻ国家生猪产业技术体系项目(CARS ̄PIG ̄35)ꎻ江苏省农业重大新品种创制项目(PZCZ201733)作者简介:赵为民(1983-)ꎬ男ꎬ湖北钟祥人ꎬ博士ꎬ副研究员ꎬ主要从事猪抗病育种研究ꎮ(E ̄mail)zhao_weimin1983@aliyun.com通讯作者:程金花ꎬ(E ̄mail)jhcheng@jaas.ac.cn㊀㊀摘要:㊀本研究利用RT ̄PCR检测LncRNA ̄NEAT1基因表达在细胞中的亚定位ꎬ采用5ᶄRACE获得LncRNA ̄NEAT1基因的转录起始位点ꎻ利用CRISPOR软件对-300~0bp区域的LncRNA ̄NEAT1启动子序列设计sgRNA并构建到px330载体ꎬ通过转染细胞与T7E1酶切验证sgRNA效率ꎻ利用酶切和亚克隆方法将dCas9 ̄KRAB ̄BSD片段替换px330载体的Cas9序列ꎬ形成重组px330 ̄dCas9 ̄KRAB载体ꎻ将验证有效的sgRNA构建到px330 ̄dCas9 ̄KRAB载体ꎬ形成px330 ̄sgRNA ̄dCas9 ̄KRAB载体ꎮ添加不同质量浓度的BlasticidinS处理细胞ꎬ以最小致死质量浓度来确定筛选质量浓度ꎮ转染px330 ̄sgRNA ̄dCas9 ̄KRAB载体并用BlasticidinS筛选细胞7d后进行LncRNA ̄NEAT1基因的表达检测ꎬ同时对sgRNA在LncRNA ̄NEAT1基因启动子上的结合位点进行Sanger测序ꎬ以进一步验证上述结合位点是否发生切割ꎮ结果显示LncRNA ̄NEAT1主要表达于细胞核ꎬ而在细胞质中几乎不表达ꎮ5ᶄRACE获得了Ln ̄cRNA ̄NEAT15ᶄ端大约270bp的序列ꎮqPCR检测结果显示ꎬ与对照组相比ꎬsgRNA1和sgRNA2能够显著抑制Ln ̄cRNA ̄NEAT1的表达(P<0 05)ꎮSanger测序结果表明sgRNA1和sgRNA2所在的位点并没有发生碱基缺失和插入ꎮ研究结果为后续进一步研究LncRNA ̄NEAT1在先天性免疫反应中的功能奠定了基础ꎮ关键词:㊀CRISPRꎻdCas9 ̄KRABꎻLncRNA ̄NEAT1基因ꎻ猪ꎻ基因沉默中图分类号:㊀S852.28㊀㊀㊀文献标识码:㊀A㊀㊀㊀文章编号:㊀1000 ̄4440(2023)04 ̄1036 ̄07SilencingofpigLncRNA ̄NEAT1genebyCRISPR/dCas9 ̄KRABsystemZHAOWei ̄min1ꎬ2ꎬ3ꎬ㊀DAIChao ̄hui1ꎬ2ꎬ3ꎬ㊀CHENZhe1ꎬ2ꎬ3ꎬ㊀TUFeng1ꎬ2ꎬ3ꎬ㊀LIHui1ꎬ2ꎬ3ꎬ㊀FUYan ̄feng1ꎬ2ꎬ3ꎬ㊀LIBi ̄xia1ꎬ2ꎬ3ꎬ㊀RENShou ̄wen1ꎬ2ꎬ3ꎬ㊀CHENGJin ̄hua1ꎬ2ꎬ3(1.InstituteofAnimalScienceꎬJiangsuAcademyofAgriculturalSciencesꎬNanjing210014ꎬChinaꎻ2.JiangsuGermplasmResourcesProtectionandUtiliza ̄tionPlatformꎬNanjing210014ꎬChinaꎻ3.JiangsuKeyLaboratoryofCropandLivestockIntegrationꎬMinistryofAgricultureandRuralAffairsꎬNanjing210014ꎬChina)㊀㊀Abstract:㊀Inthisstudyꎬthesub ̄localizationofLncRNA ̄NEAT1incellswasdetectedbyRT ̄PCR.AndthetranscriptioninitiationsiteofLncRNA ̄NEAT1genewasob ̄tainedby5ᶄRACE.TheCRISPORsoftwarewasusedtode ̄signthesgRNAinthepromotersequenceofLncRNA ̄NEAT1within-300~0bpregion.TheselectedsgRNAwasconstructedintopx330ꎬandtheefficiencyofsgRNAwasverifiedbytransfectedcellsandT7E1digestion.Cas9frag ̄mentinthepx330vectorwasreplacedbythedCas9 ̄KRAB ̄6301BSDfragmentusingenzymedigestionandsubcloningtoformarecombinantpx330 ̄dCas9 ̄KRABvector.ItwasverifiedthattheeffectivesgRNAwasconstructedintothepx330 ̄dCas9 ̄KRABvectortoformthepx330 ̄sgRNA ̄dCas9 ̄KRABvector.CellsweretreatedbyaddingdifferentconcentrationsofBlasticidinS.Andthescreeningconcentrationwasdeterminedbythemini ̄mumlethalconcentration.Thepx330 ̄sgRNA ̄dCas9 ̄KRABvectorwastransfectedintothecells.AftersevendaysofscreeningcellswithBlasticidinSꎬtheexpressionofLncRNA ̄NEAT1genewasdetected.MeanwhileꎬthebindingsiteofsgRNAontheLncRNA ̄NEAT1genepromoterwassubjectedtoSangersequencingtofurtherverifywhethertheabovebindingsitewascleaved.TheresultsshowedthatLncRNA ̄NEAT1wasmainlyexpressedinthenucleusꎬbuthardlyinthecytoplasm.The5ᶄRACEobtainedasequenceofapproximately270bpatthe5ᶄendofLncRNA ̄NEAT1.TheqPCRresultsshowedthatcomparedwiththecontrolgroupꎬsgRNA1andsgRNA2couldsignificantlyinhibittheexpressionofLncRNA ̄NEAT1(P<0.05).SangersequencingresultsshowedthattherewerenodeletionsandinsertionsatthesiteswheresgRNA1andsgRNA2werelocated.TheresultslaidthefoundationforfurtherresearchonthefunctionofLncRNA ̄NEAT1intheinnateimmuneresponse.Keywords:㊀CRISPRꎻdCas9 ̄KRABꎻLncRNA ̄NEAT1geneꎻpigꎻgenesilencing㊀㊀长链非编码RNA(Longnon ̄codingRNAꎬLn ̄cRNA)是一类本身不编码蛋白㊁转录本长度超过200bp的RNAꎮ研究结果表明LncRNA参与了X染色体失活㊁胚胎发育㊁基因印记㊁癌症㊁免疫等各种细胞生命活动[1 ̄5]ꎮ近年来大量畜禽相关的LncRNA被鉴定出来ꎬ这些LncRNA紧密参与了畜禽肌肉发育㊁免疫调控㊁繁殖等重要性状[6 ̄9]ꎬ注释和解析这些LncRNA的功能对进一步挖掘调控畜禽重要经济性状的功能元件具有深远意义ꎮ然而大多数LncRNA定位于细胞核ꎬ而RNAi的工作系统主要在细胞质中发挥作用ꎬ对定位于细胞核的LncRNA作用非常有限[10 ̄12]ꎬ这限制了LncRNA的功能解析ꎮCRISPRi系统通过核酸酶活性失活的Cas9(dCas9)和sgRNA的复合物结合到某个基因的转录起始位点(TranscriptionstartsiteꎬTSS)附近ꎬ物理性阻碍RNA聚合酶的通过ꎬ从而导致基因沉默[13]ꎮ通过dCas9融合基因抑制结构域如KRAB(Krüppel ̄associatedbox)ꎬ形成dCas9 ̄KRAB复合结构ꎬ可进一步提高转录抑制的效率[14 ̄16]ꎮLiu等[17]利用CRISPRi系统鉴定了数百个与细胞生长相关的Ln ̄cRNAꎬKlann等[18]利用CRISPRi系统鉴定了大量与基因表达调控相关的功能元件ꎮCRISPRi系统在抑制基因表达上也呈现出较强的特异性[19 ̄20]ꎬ是研究LncRNA功能的新一代工具ꎮLncRNA ̄NEAT1是在研究肌细胞分化时发现的一个长链非编码RNA[21]ꎬ其作为核心组分主要参与细胞亚结构旁斑(Paraspeckle)的形成ꎬ在细胞分化ꎬ癌症发生和病毒感染等生物学过程中发挥着重要作用[21 ̄23]ꎮ本课题组前期研究结果表明猪Ln ̄cRNA ̄NEAT1基因在脂蛋白刺激下表达显著上调ꎬ表明其在Toll样受体2(TollLikeReceptor2ꎬTLR2)介导的先天性免疫反应中可能起到调控作用[24]ꎮ本研究利用CRISPR/dCas9 ̄KRAB系统来抑制Ln ̄cRNA ̄NEAT1基因的表达ꎬ为后续进一步研究其在先天性免疫反应中的功能奠定基础ꎮ1㊀材料和方法1.1㊀细胞、菌株与质粒Trans5a感受态菌株购于北京擎科生物科技有限公司ꎬLenti ̄dCas9 ̄KRAB ̄blast载体由华中农业大学赵长志惠赠ꎬ猪PK15细胞㊁px330载体由本实验室保存ꎮ1.2㊀试剂RNA提取试剂盒购于南京诺唯赞医疗科技有限公司ꎻDNA提取试剂盒㊁DNAmarker购于北京擎科生物科技有限公司ꎻ内切酶BbsI㊁T7E1酶购于NEB公司ꎻPCR酶㊁T载体㊁末端转移酶TdT㊁T4连接酶㊁qPCR试剂㊁反转录试剂盒购于宝生物工程(大连)有限公司ꎻ无内霉毒素质粒试剂盒购于天根生化科技(北京)有限公司ꎻBlasticidinSHCl(灭瘟素S)购于南京碧云天生物技术有限公司ꎻDNA纯化回收试剂盒购于ZymoResearchZymoresearch_安诺伦(北京)生物科技有限公司公司ꎻDMEM培养基㊁青链霉素购于武汉博士德生物工程有限公司ꎻ胎牛血清购于BiologicalIndustries(BI)公司ꎻopti ̄MEM和LipofectamineTM3000TransfectionReagent购于赛默飞世尔科技(中国)有限公司ꎮ1.3㊀猪LncRNA ̄NEAT1基因的亚细胞表达分布待细胞密度长至80%左右ꎬ胰酶消化细胞ꎬ用预冷7301赵为民等:CRISPR/dCas9 ̄KRAB系统沉默猪LncRNA ̄NEAT1基因PBS清洗两遍后加入BufferA(10mmol/Ltris ̄clꎬ10mmol/LNaClꎬ0 5%IGEPAL CA ̄630)ꎬ冰上放置5minꎬ离心后上清液用于细胞质RNA的提取ꎮ用BufferA洗涤沉淀2次ꎬ沉淀用于细胞核RNA的提取ꎮ1.4㊀猪LncRNA ̄NEAT1基因的5ᶄ末端快速扩增(5ᶄRACE)㊀㊀基于前期测序获得部分序列结果[24]ꎬLncRNA ̄NEAT1基因的5ᶄ末端快速扩增过程如下:利用oli ̄godT反转录cDNA第一链ꎬ然后再利用TdT酶进行5ᶄ末端dC ̄tailingꎬ回收纯化后ꎬ用引物5P(5ᶄ ̄AAG ̄CAGTGGTATCAACGCAGAGTACGCGGGGGGGGGG ̄3ᶄ)和5ᶄ末端的特异性引物5ᶄGSP(5ᶄ ̄CTGCCTC ̄CCTCCTTCAGACAAAG ̄3ᶄ)扩增其5ᶄ末端ꎮPCR扩增条件:95ħ5minꎬ95ħ30sꎬ65ħ(-0.5ħ)45sꎬ72ħ1minꎬ15个循环ꎻ95ħ1minꎬ60ħ45sꎬ72ħ1minꎬ20个循环ꎻ72ħ3minꎮ扩增的PCR产物经过DNA纯化回收后与T载体连接ꎬ然后转化Trans5a感受态细胞ꎬ后续进行测序验证ꎮ1.5㊀LncRNA ̄NEAT1基因启动子区域的sgRNA设计㊀㊀针对LncRNA ̄NEAT1基因启动子区(-300~0bp)利用CRISPOR(http://crispor.tefor.net/)在线设计2对sgRNAꎮ设计原则为选取cfdSpecScore>80ꎬDoenchᶄ16 ̄Score>50的sgRNAꎮ1.6㊀px330 ̄sgRNA质粒构建依据sgRNA的序列合成反向互补的单链寡核苷酸sgF和sgRꎬ并在sgF的5ᶄ端添加CACCGꎬ在sgR的5ᶄ端添加AAACꎮ95ħ变性5minꎬ室温冷却ꎬ使sgF和sgR退火互补ꎮBbsⅠ酶切px330载体ꎬ回收纯化后与退火的寡核苷酸连接ꎬ转化Trans5a感受态细胞ꎬ后续进行测序验证与无内霉毒素质粒提取ꎮ1.7㊀px330 ̄sgRNA ̄dCas9 ̄KRAB载体构建通过酶切px330载体ꎬ将Cas9序列替换为多克隆位点ꎬ然后再将dCas9 ̄KRAB ̄BSD插入到该多克隆位点ꎮ具体方法如下:首先以px330载体为模板ꎬ通过引物F:5ᶄ ̄TTGTACCGGTCGTACGGCTAGC ̄CTCGAGAAGCTTGAATTCCTAGAGCTCGCTGA ̄3ᶄ和R:5ᶄ ̄GATGCGGCCGCTCCCCAGCAT ̄3ᶄ进行PCR扩增ꎮPCR产物包含引入了多个酶切位点(引物F下划线部分)的bGHpoly(A)片段ꎮ然后对PCR产物和px330载体分别进行AgeⅠ和NotⅠ双酶切并进行连接ꎬ转化Trans5a感受态细胞ꎬ后续进行测序验证与质粒提取ꎮ此重组后的载体为px330 ̄MCSꎮ将筛选好的sgRNA先构建到px330 ̄MCSꎬ为px330 ̄sgRNA ̄MCSꎮ然后对px330 ̄sgRNA ̄MCS和Lenti ̄dCas9 ̄KRAB ̄blast进行BsiWⅠ和EcoRⅠ双酶切ꎬ将Lenti ̄dCas9 ̄KRAB ̄blast载体中的dCas9 ̄KRAB ̄BSD连接到px330 ̄sgRNA ̄MCS中ꎬ形成重组载体px330 ̄sgRNA ̄dCas9 ̄KRABꎮ1.8㊀BlasticidinS筛选质量浓度摸索猪PK15细胞铺板12孔板ꎬ24h后待细胞密度达到80%左右ꎬ分别添加0μg/ml㊁1μg/ml㊁3μg/ml㊁4μg/ml的BlasticidinSꎬ每个质量浓度处理3次重复ꎬ每2d换1次ꎬ在第7d时观察细胞的死亡情况ꎬ使细胞致死的最小剂量为后续的药筛质量浓度ꎮ1.9㊀LncRNA ̄NEAT1基因的沉默猪PK15细胞在转染前1d铺12孔板ꎬ转染时密度大约70%ꎮ对照组转染px330 ̄dCas9 ̄KRABꎬ实验组分别转染px330 ̄sgRNA1 ̄dCas9 ̄KRAB和px330 ̄sgRNA2 ̄dCas9 ̄KRAB质粒ꎬ48h后ꎬ利用BlasticidinS筛选细胞7d后进行LncRNA ̄NEAT1基因的表达检测ꎮ1.10㊀定量PCR1μgRNA反转录成cDNAꎬ使用QuantStudio5进行qPCR扩增ꎮ对照组与试验组各3个生物学重复ꎬ每个样品重复3次ꎮ采用三步法扩增ꎬ程序简要如下:预变性95ħ2minꎬ95ħ15sꎬ60ħ30sꎬ72ħ30sꎬ40个循环ꎮ数据均以平均值ʃ标准差表示ꎮ使用单因素方差分析各组之间的差异显著性ꎮ引物序列见表1ꎮ表1㊀引物序列信息Table1㊀Primersequenceinformation基因㊀㊀引物序列(5ᶄң3ᶄ)退火温度(ħ)扩增长度(bp)LncRNA ̄NEAT1F:TCCAACCTTGACGGACACTG60165R:TGCAGCTCTCAACTACCTGCHPRTF:CCCAGCGTCGTGATTAGTGA60191R:TTGAGCACACAGAGGGCTAC2㊀结果与分析2.1㊀猪LncRNA ̄NEAT1表达的亚细胞定位利用低渗溶液将细胞总RNA分为细胞质和细8301江苏农业学报㊀2023年第39卷第4期胞核RNAꎬRT ̄PCR结果显示LncRNA ̄NEAT1表达于细胞核ꎬ在细胞质中几乎不表达(图1)ꎮHPRT作为细胞内参基因ꎬ其在细胞核内转录后会向细胞质中运输ꎬ其mRNA在细胞质中的表达量多于细胞核ꎮ图1结果显示HPRT在细胞质的表达量高于细胞核ꎬ符合其表达定位ꎮ图1㊀LncRNA ̄NEAT1在细胞质与细胞核中的表达Fig.1㊀ExpressionofLncRNA ̄NEAT1incytoplasmandnucleus2.2㊀猪LncRNA ̄NEAT1转录起始位点为了确定LncRNA ̄NEAT1的转录起始位点ꎬ通过5ᶄRACE对其5ᶄ端序列进行了克隆ꎬ图2结果显示得到大约270bp的条带ꎬ与预期相符ꎮ图2㊀LncRNA ̄NEAT1的5ᶄRACE扩增结果Fig.2㊀5ᶄRACEamplificationofLncRNA ̄NEAT12.3㊀猪LncRNA ̄NEAT1启动子区的sgRNA设计与效率验证㊀㊀通过CRISPOR在线设计程序ꎬ对LncRNA ̄NEAT1启动子区(-300~0bp)设计了2对sgRNAꎬ分别为sgRNA1:5ᶄ ̄CCGAGGCGTCTCCTCAGACA ̄3ᶄꎬPAM为GGGꎬ位置约-200bpꎬDoench16 ̄Score参数为63ꎻsgRNA2:5ᶄ ̄GAGCAATGCCCCGGGT ̄GACG ̄3ᶄꎬPAM为CGGꎬ位置约-150bpꎬDoench16 ̄Score参数为63ꎮ2.4㊀px330 ̄sgRNA ̄dCas9 ̄KRAB载体的酶切验证图3显示构建的px330 ̄sgRNA ̄dCas9 ̄KRAB经过BsiWⅠ和EcoRⅠ双酶切后ꎬ得到约4200bp的px330骨架和5000bp的dCas9 ̄KRAB ̄BSD片段ꎬ与预期相符ꎮM:DNA相对分子质量标准样品ꎻ1:px330 ̄sgRNA1 ̄dCas9 ̄KRAB载体BsiWⅠ和EcoRⅠ双酶切ꎻ2:px330 ̄sgRNA2 ̄dCas9 ̄KRAB载体BsiWⅠ和EcoRⅠ双酶切ꎮ图3㊀px330 ̄sgRNA ̄dCas9 ̄KRAB质粒的酶切鉴定Fig.3㊀Identificationofpx330 ̄sgRNA ̄dCas9 ̄KRABplasmidbyenzymedigestion2.5㊀BlasticidinS筛选质量浓度的确定图4结果显示ꎬ在加BlasticidinS培养7d后ꎬ1μg/ml质量浓度BlasticidinS处理的细胞只有部分细胞死亡(图4B)ꎬ而3μg/ml与4μg/ml质量浓度BlasticidinS处理的的细胞几乎全部死亡(图4C㊁图4D)ꎬ因此在后续的筛选中ꎬBlasticidinS筛选质量浓度为3μg/mlꎮ图4A为阴性对照组ꎬ细胞生长正常ꎮ2.6㊀CRISPR/dCas9 ̄KRAB系统沉默猪LncRNA ̄NEAT1的表达㊀㊀细胞转染px330 ̄sgRNA ̄dCas9 ̄KRAB(试验组)与px330 ̄dCas9 ̄KRAB(对照组)36h后ꎬ添加Blasti ̄cidinS筛选细胞7dꎬ对LncRNA ̄NEAT1基因的表达进行qPCR检测ꎮ结果(图5)显示ꎬ与对照组相比ꎬsgRNA1和sgRNA2分别使LncRNA ̄NEAT1表达下降了73%和55%ꎬ达到显著水平(P<0 05)ꎮ9301赵为民等:CRISPR/dCas9 ̄KRAB系统沉默猪LncRNA ̄NEAT1基因A:阴性对照组ꎻB:1μg/ml的BlasticidinSꎻC:3μg/ml的Blastici ̄dinSꎻD:4μg/ml的BlasticidinSꎮ图4㊀不同质量浓度BlasticidinS对细胞的致死效果Fig.4㊀ThekillingeffectofdifferentconcentrationsofBlastici ̄dinSoncells∗表示与对照组相比差异显著(P<0 05)ꎮ图5㊀sgRNA1和sgRNA2对LncRNA ̄NEAT1基因的沉默效果Fig.5㊀SilencingeffectofsgRNA1andsgRNA2onLncRNA ̄NEAT1gene2.7㊀猪LncRNA ̄NEAT1启动子区的切割验证为了进一步验证CRISPR/dCas9 ̄KRAB系统中的sgRNA是否会切割其结合位点ꎬ利用Sanger测序对sgRNA1和sgRNA2的结合位点进行分析ꎮ结果(图6)显示试验组中sgRNA1和sgRNA2的结合位点和对照组一致ꎬ其序列没有发生碱基缺失或者插入ꎮ3㊀讨论近年来随着重测序以及功能基因组学的发展ꎬ猪相关的LncRNA与增强子等被大量鉴定出来[6ꎬ25]ꎮCRISPRi与RNAi和CRISPR/dCas9敲除相比ꎬ在研究细胞核内相关的LncRNA或表达增强子(Enhancer ̄derivedRNAsꎬeRNAs)上有着较大优势[12ꎬ15]ꎬ并且也可以进行高通量的筛选研究ꎬ为解析猪功能基因组以及挖掘重要调控元件奠定基础ꎮLncRNA ̄NEAT1在最初发现时定位于小鼠肌细胞核内ꎬ作为核心组分主要参与细胞亚结构旁斑(Paraspeckle)的形成[21]ꎮ本试验发现猪LncRNA ̄NEAT1几乎只表达于细胞核ꎬ表明LncRNA ̄NEAT1的表达定位在物种间相对保守ꎮ由于Lenti ̄dCas9 ̄KRAB ̄blast载体较大(约14kb)ꎬ如果再联合转染sgRNA表达载体ꎬ会导致转染效率低ꎬ从而会影响基因沉默效果ꎮ本研究通过酶切与亚克隆构建了px330 ̄sgRNA ̄dCas9 ̄KRAB这种 All ̄in ̄one 载体ꎬ将sgRNA和dCas9 ̄KRAB表达元件都整合到一个载体ꎬ大幅度缩减了载体ꎬ提高了表达效率[26 ̄27]ꎬ从而进一步提升沉默效果ꎮ位于TSS不同位置的sgRNA对CRISPR/dCas9 ̄KRAB的沉默效果具有决定性作用[15ꎬ28]ꎮ因此本研究首先利用5ᶄRACE确定了LncRNA ̄NEAT1的TSSꎮ由于大多数编码LncRNA基因ꎬ其表达水平相对于编码蛋白基因较低[29 ̄31]ꎬ确定这些重要而表达水平较低的LncRNA的TSS并不容易ꎬ这也是利用CRISPR/dCas9 ̄KRAB系统沉默LncRNA一个限制因素ꎮTSS附近启动子区对基因表达水平有重要影响ꎬ其区域内碱基的删除或插入会影响其基因的表达[32 ̄34]ꎮ尽管dCas9呈现失活的状态ꎬ并不会切割sgRNA的结合位点[13]ꎬ为了进一步验证LncRNA ̄NEAT1的表达下调不是由于sgRNA切割TSS附近启动子区造成的ꎬ本研究利用Sanger测序对试验组sgRNA的结合位点进行序列分析ꎬ结果显示其结合位点并没有发生删除或者插入ꎬ表明LncRNA ̄NEAT1的表达下调是通过CRISPR/dCas9 ̄KRAB系统来实现ꎮ本研究获得了LncRNA ̄NEAT1基因的TSS位点ꎬ在其附近启动子区设计并验证了2对有效sgRNAꎬ通过构建 All ̄in ̄one 载体ꎬ利用CRISPR/dCas9 ̄KRAB系统有效沉默了猪LncRNA ̄NEAT1基因的表达ꎮ参考文献:[1]㊀LODAAꎬHEARDE.XistRNAinaction:pastꎬpresentꎬandfu ̄ture[J].PLoSGenetꎬ2019ꎬ15(9):e1008333. 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农药创制需要新的保护机制
洪峰
【期刊名称】《中国农药》
【年(卷),期】2016(012)007
【摘要】农药创制实际上是个老生常谈的话题,从远的说,在北魏的时候中国人就已经开始创造性地使用砒霜作为拌种剂,用来杀死害虫。
从近的讲,1990年在上海举办了第一届中日农药交流会,当时中日农药专家讨论的主要议题,也是如何找到新的前体化合物。
后来南方、北方两个农药创制中心的建立,也彰显了政府部门对农药创制的决心。
只不过这些年过去了,我们在农药创制方面走的并不远。
【总页数】2页(P46-47)
【作者】洪峰
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】S482
【相关文献】
1.组合化学与新医药新农药创制 [J], 李斌
2.新的时代需要与时俱进新的实践需要新的理论 [J], 黄建国
3.对民间文学艺术的保护需要特殊的版权保护机制 [J], 华劼
4.我国藏区非物质文化遗产民事保护机制探析(中)--建立民事保护机制需要厘清的几个问题 [J], 吕彩霞;邹玉
5.组合化学与新医药新农药创制 [J], 刘佳;汤雨庭;李耀东
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新型杀虫剂实现产业化
佚名
【期刊名称】《农村百事通》
【年(卷),期】2001(000)012
【摘要】@@ 由西北农林科技大学 (邮编: 712100)吴文君教授主持研制的 " 新型植物杀虫剂棗 0.2%苦皮藤素乳油 " ,近日通过陕西省科技厅主持的成果鉴定,并已实现产业化。
【总页数】1页(P15)
【正文语种】中文
【中图分类】F3
【相关文献】
1.发挥客家祖地优势实现宁化客家小吃产业化——宁化客家小吃产业化路径探究[J], 罗华琛
2.“光叶楮速生丰产林产业化”战略联盟在武汉签字:打响了我国造纸工业光叶楮林纸结合实现规模化产业化生产的第一炮 [J], 聂勋载;
3.林业产业化是实现林业发展方式转变的最佳选择——论昔阳县林业产业化的实现路径 [J], 王建军
4.实现农业产业化要实现种子产业化 [J], 谢道宏
5.新型杀虫剂硫肟醚的产业化开发 [J], 段湘生;王晓光;柳爱平;欧晓明;黄明智
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科技日报/2005年/12月/29日/第008版
直击“攻关”
新农药创制:一切从零开始
记“新农药创制研究与产业化关键技术开发”课题组
李禾
课题描述:新农药创制研究与产业化关键技术开发
点评专家:王龙根(中化化工科学技术研究总院副院长、高级工程师)
李钟华(中化化工科学技术研究总院副总工程师、教授级高工)
“如果没有农药,农作物第一年可能减产40%,第二年可能减产60%以至绝产。
全球使用农药后,挽回了35%的农作物损失。
”李钟华一脸凝重地告诉记者,虽然农药如此重要,我国农药产量也位居世界第二,但存在量大质次、品种老化、污染严重、更新乏力等问题。
“全世界目前经常使用的农药品种约有500余种,我国生产的有200多个品种。
产量较大的品种中,有机磷杀虫剂仍是大多数。
产品结构与以前相比有了很大的改善,但高毒、高残留品种仍严重危害着食品安全、人民健康和生态环境等。
”
自主创新是必然选择
我国是农业和人口大国,要用占全球7%的土地养活占全球22%的人口,粮食问题一直是关系国计民生的头等大事。
在耕地面积不能增加甚至逐渐减少的情况下,要解决我国粮食问题,只能依靠提高粮食品质和单产来实现。
要提高粮食品质和单产,农药的使用是不可缺少的。
但我国的农药工业是在仿制国外品种的基础上发展壮大的。
在“十五”之前,国内常年生产和使用的农药品种中具有自主知识产权的创制品种几乎为零。
在国内外知识产权保护力度逐步加大的今天,仿制必然要付出高额的专利费,这些费用最终将大大增加农民的经济负担;另外,把农药控制权交给外国,存在很大不安全因素,如果一旦国外停止供药或供药不及时,我国农业就可能遭受毁灭性打击;还有,如果等国外新品种过了专利保护期之后再去仿制,意味着至少要落后国际20年,而且由于使用多年,靶标已对这些农药产生抗性,再行仿制不但药效大打折扣、而且要解决相关问题也更加困难。
专家点评:
从仿制到自主创新,不但是我国农药工业的必然选择,也迫在眉睫。
通过十多年的攻关,我国农药工业加快发展步伐,不但跟上了国际步伐,部分自主创新产品已迈入世界先进之列。
通过攻关我们自主研发的农药,价格只有国外类似的产品的四分之一左右,切实达到减轻农民负担的目的。
大批成果应运而生
到目前为止,通过攻关,已有21个具有自主知识产权的农药品种取得农业部农药临时登记,成为我国首批农药创制品种;新化合物合成能力已达20000个/年,新化合物(含菌株)筛选能力达30000个/年,平均每年有2-3个新品种取得农药登记,已接近国际先进水平。
比如沈阳化工研究院开发成功的氟吗啉是我国第一个具有自主知识产权的含氟杀菌剂,其总体性能达到国际领先水平。
氟吗啉对霜霉病、晚疫病、霜疫病等具有优良的保护和治疗活性,其活性和持效性明显优于国外同类商品化品种烯酰吗啉。
江苏省农药研究所有限公司研制开发的呋喃虫酰肼属于昆虫生长调节剂,与传统意义上的杀虫剂不同的是,它不是杀死害虫而是限制害虫生长,不仅低毒,而且对其他生物无害。
这种新作用机制的杀虫剂的市场前景是非常广阔的。
中国科学院上海有机化学研究所和浙江化工科技集团共同开发的丙酯草醚是超高效的油菜田除草剂,每亩地有效成分的使用量仅需要2-3克,与油菜田现有除草剂的品种相比,具有高效、安全、环境友好、杀草谱相对较广、成本相对较低等的优点,具有较好的应用前景和较强的市场竞争力。
专家点评:
农药技术创新工作成效显著。
比如沈阳化工研究院开发成功的氟吗啉从2001年至今累计销售12600万元,利税3540万元,推广使用1460万亩次,是目前国内具有自主知识产权的农药品种中经济和社会效益最为显著的产品。
该品种已申请我国、美国及欧洲等多国专利并获得授权;2001年获得第七届中国发明专利奖金奖、中国石油和化学工业协会(原化工部)科技进步奖一等奖;2002年获国家发明二等奖。
四川化学工业研究设计院通过产业化攻关,使硝虫硫磷的生产原料成本降低了20%,推广应用200多万亩次。
江苏扬农化工集团有限公司产品已占据了国内同类产品市场70%以上,不仅将日本住友公司的产品全部赶出国内市场,部分产品还打进了日本市场。
每个环节都不放松
农药产业是一个“高投资、高风险、高回报和长周期”的产业,据国外统计,每开发一种新农药,一般需要合成2-5万个化合物,经过温室、田间试验等药效评价、急性至慢性卫生毒理学试验、蜂鸟鱼蚕等环境评价试验、市场预测和风险评估等过程,至少需要8—10年时间,投资1—2亿美元。
以前我国是仿制国外农药,只需要模仿合成同样化合物,进行简单的药效和毒性试验就可以了。
自主创制新药,攻关研发的这些药物在全世界都是独一无二的,其防治对象和防治效果如何?作用机理怎样?对人类及其子孙后代、有益生物、生态环境是否有影响?每一个环节都不能放松。
这样大量的试验和工作过去没有做过,技术、方法和机制等都是新的,需要从零开始。
由于“三高一长”的特点,新农药的市场预测和风险评估尤其重要,其最终结果是企业做出对某一农药新品种是否投入大量的人、财、物进行知识产权保护、进行深入研究、生产装置建设、市场开发和推广等等工作的科学依据,也是控制和降低创制风险的有效手段,更是判断一个农药品种能否给企业带来经济效益的科学依据。
国外各大农药公司都有各自的评估方法,但不对外公开。
如拜耳、先正达公司,经评估凡是年销售额不超过1亿美元的农药新品种,这两公司是不会再投资进行开发和生产的。
为了填补国内在这方面的空白,本项目在建立了杀虫剂、杀菌剂、除草剂品种等数据库的基础上,采用国际通用的标准分析统计软件(SAS),初步建立了我国的创制农药市场预测和风险评估方法。
专家点评:
农药研发有其特殊性,比如田间试验,根据农业部要求,一种新农药的登记试验必须经过两年8块地到10块地的田间试验。
如果这两年因气候等因素造成试验数据可比性差,也许要进行第三年的补充试验。
又如慢性联合致癌试验,试验本身就需要两年的时间,再加上前期准备及后期的数据整理,至少要两年半才能完成。
所以相对攻关项目实行的3年加2年的时间限制,农药这样的传统项目更合适5年的项目实施时间。
■攻关动态
发布者:科学技术攻关网站发布时间:2005年12月27日
“长春市制造业信息化关键技术攻关及应用工程”课题顺利通过验收
11月29日,由长春市承担的该课题验收会在长春召开。
验收专家组认真听取了长春市“十五”制造业信息化工程工作总结报告,审查了相关资料,进行了质询,一致同意通过验收。
该课题使企业技术创新能力增强,管理水平普遍提高。
目前,“长春市制造业信息化计划”累计支持6批共131户制造业企业应用信息化技术,企业新产品开发周期缩短了46.7%,新产品贡献率达到34%以上;管理水平普遍提高,存货流动资金占用由34.17%降为25.18%;国产化软
件应用率达到52%以上。
课题开发出一批具有自主知识产权的软件产品和数字化设备。
完成攻关项目40项,申请实用新型专利3项,产品研究成果25项,15个产品实现了产业化。
课题使中介服务体系建设日趋完善,服务功能初步显现。
搭建了以长春CIMS工程中心、吉林省CAD咨询与服务中心和长春制造业信息化工程技术中心为核心的长春制造业信息化中介服务平台;建立中介服务机构4家、技术支持机构5家、培训机构8家;培训制造业信息化各类人员52000多人次。
课题使企业信息化水平迅速提升,推动汽车零部件等支柱产业的快速发展。
针对长春市汽车零部件企业和区域经济发展的这种迫切需求,“长春市制造业信息化计划”以汽车零部件企业为重点,陆续扶持了68户企业,占计划总数的60.7%。