作者姓名：丁?昇
　　論文題目：piggyBac?轉座系統(tǒng)——哺乳動物遺傳分析的新工具
　　作者簡介：丁昇，男，?1980年6月出生，2002年9月師從于復旦大學許田教授和吳曉暉教授，于2007年7月獲博士學位。

　　中文摘要
　　人類基因組中約有兩萬八千個編碼蛋白基因，另外還包含了很多尚未定位的同樣行使重要功能的非編碼RNA?基因和DNA?調控元件。解讀所有這些組分的功能對于認識人類生物學及疾病具有重大的理論意義和應用價值。小鼠和人有超過99%的基因同源。通過遺傳分析方法研究小鼠基因對揭示人類基因功能，發(fā)現疾病相關基因有非常重要的參考價值。然而，傳統(tǒng)的基因剔除、ENU?化學誘變等用于哺乳動物的遺傳分析方法效率低、花費大，難以大規(guī)模地分析基因功能。轉座子已在低等生物中被有效用于大規(guī)模地轉基因和基因誘變分析，在對酵母、線蟲和果蠅等模式生物的基因功能研究中起了重要作用。然而，由于缺少高效的轉座系統(tǒng)，在哺乳動物中轉座子的運用還相當有限。
　　我們改造了一種來源于粉紋夜蛾的DNA?轉座子piggyBac?(PB)，發(fā)現它不僅能在體外培養(yǎng)的哺乳動物細胞中，而且能在小鼠體內高效轉座。我們發(fā)現利用PB?轉座介導的插入誘變能在小鼠體內有效地破壞基因功能。作為一種基因誘變工具，PB?轉座系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：1)PB?轉座子能在生殖細胞中高效轉座，可用簡單的交配策略快速而高效地產生大量可穩(wěn)定傳代的帶有單個PB?插入的動物品系，從而繞過了傳統(tǒng)的基因剔除等誘變方法所涉及的胚胎干細胞培養(yǎng)和動物手術等環(huán)節(jié)，大大節(jié)約了成本，并可實現對沒有建立胚胎干細胞系的動物的基因誘變；2)利用反向PCR?可方便地確定PB?插入所在的基因組位置；3)PB?插入廣泛分布于基因組中，尤其偏好基因區(qū)；4)PB?插入能有效破壞內源基因功能，與傳統(tǒng)基因剔除誘變產生類似的表型；5)利用PB?的精確切離可實現對突變表型的回復，從而進一步確定表型和基因的對應關系；6)可在交配過程中引入可見的遺傳標記分別追蹤轉座子和轉座酶，利用報告基因（如紅色熒光蛋白基因RFP）可憑肉眼區(qū)分PB?插入的純合子和雜合子動物，從而提高鑒定基因型的效率，并進一步降低了成本；7)PB?可與基因捕獲技術相結合，借助LacZ?等報告基因顯示內源基因的表達譜。PB?轉座系統(tǒng)第一次提供了在哺乳動物基因組水平高效誘變基因的工具，有助于系統(tǒng)地研究基因功能。
　　與此同時，我們分別在體外培養(yǎng)的哺乳動物細胞和小鼠體內建立了PB?轉座介導的轉基因方法。作為一種新的轉基因手段，PB?轉座系統(tǒng)的優(yōu)勢主要體現在：1)整合效率高；2)負載容量大,可同時攜帶含有多個基因的大片段DNA；3)轉基因可長期穩(wěn)定地表達；4)轉基因以單拷貝形式整合,更易模擬內源基因的表達狀況；5)可用非損傷性的可見標記代替PCR?等傳統(tǒng)方法在活體中跟蹤轉基因；6)易于確定整合位點。因此，PB?轉座系統(tǒng)不僅可作為哺乳動物及培養(yǎng)細胞的轉基因工具，也是一種潛在的非病毒類基因治療載體。
　　我們的實驗結果為在哺乳動物和其它脊椎動物中建立一個作為多功能遺傳分析工具的高效轉座系統(tǒng)邁出了關鍵性的第一步。我們希望PB?轉座系統(tǒng)的應用能進一步推動解析哺乳動物基因功能的進程，對人類生物學和疾病研究有所助益。

　　關鍵詞：piggyBac?(PB)，轉座子，哺乳動物，遺傳分析，轉基因，插入誘變?