Remodeling somatic nuclei via exogenous expression of protamine 1 to create spermatid-like structures for somatic nuclear transfer

Разработчик

Марта Черник, Доменико Иузо, Паола Тоши, Саади Хочбин, Пасквалино Лои и др.

Описание технологии

Технология предоставляет протокол, описывающий процесс преобразования структуры хроматина соматических клеток овец и мышей в сперматидоподобные ядра с помощью гетерогенной экспрессии гена протамина 1 (Prm1). Кроме того, протокол также обеспечивает поэтапные инструкции для переноса Prm1-реконструированных соматических ядер из соматических клеток в овечьи ооциты. Имеется свидетельство того, что изменение организации соматического ядра клетки таким образом, чтобы оно стало идентично ядру сперматозоида, приводит к улучшению перепрограммирования ядра.

В дальнейшем протокол может иметь потенциальное применение для определения областей узнавания протамина и гистонов в целом геноме; получения «гамет» из соматических клеток; а также для дальнейшего понимания молекулярных механизмов, регулирующих поддержание метилирования ДНК в областях контроля импринтинга во время гаметогенеза мужских половых клеток. Протокол является простым и эффективным, и требует на свое осуществление 4 недели с момента создания клеточных линий и до их трансфекции и производства клонированных бластоцист. Исследователям для выполнения этого протокола необходимо иметь опыт в области клеточной биологии и эмбриологии с базовыми навыками в области молекулярной биологии.

Практическое применение

Протокол перспективен для переноса ядра соматической клетки. Эмбриональное развитие имеет статистически более высокий процент его успешного осуществления до стадии бластоцисты, если для переноса ядер соматических клеток используются протаминизированные клетки по сравнению с контролем, нетрансфицированными фибробластами (14% против 7%).

Кроме этого, протокол может быть полезен для ученых, заинтересованных в решении следующих биологических проблем:

1. Использование этой технологии в качестве упрощенной модели для протаминизации целого генома.
2. Определение областей узнавания протамина/гистонов в целом геноме.
3. Протокол может улучшить понимание молекулярных механизмов, регулирующих поддержание метилирования ДНК в областях контроля импринтинга во время гаметогенеза мужских гамет. Протокол протаминизации целого генома позволит исследователям следить за техническим обслуживанием/удалением импринтированных признаков во время уплотнения ядра.

Основным преимуществом метода протаминизации соматических клеток является то, что он является простым, быстрым (требуется всего 48 ч для полной протаминизации ядра) и высоко эффективным. Кроме того, никакие излишне передовые инструменты или особые навыки молекулярной биологии не требуются для выполнения протокола.

Лаборатории

• Faculty of Veterinary Medicine, University of Teramo, Teramo (Italy)
• INSERM, U823, Institut Albert Bonniot, Université Grenoble Alpes, Grenoble (France)

Ссылки

Публикации

• Czernik, M. et al. «Remodeling somatic nuclei via exogenous expression of protamine 1 to create spermatid-like structures for somatic nuclear transfer." 11 Nature Protocols (2016): 2170–2188.
• Loi, P., Iuso, D., Czernik, M. & Ogura, A. «A new, dynamic era for somatic cell nuclear transfer?» Trends Biotechnol. Apr 22. pii: S0167-7799(16)30003–8 (2016).
• Ogura, A. et al. «Recent advancements in cloning by somatic cell nuclear transfer." 368 Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. (2013): 20110329.