全球果蝇资源库分布现状分析
2018-05-14邵素娟吴薇
邵素娟 吴薇
摘 要 黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)是遗传学研究中重要的模式生物之一,果蝇资源库建立使果蝇科研工作者可以更加方便快捷地获得果蝇品系,能大大推动果蝇科研事业的发展。基于此,综述全球果蝇资源库分布现状,总结各果蝇资源库的特色及其应用优势,为果蝇科研工作者选择合适的果蝇品系提供理论指导。
关键词 果蝇资源库;分布现状;应用优势
中图分类号:Q95-33 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.26.091
黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)是遗传学研究中重要的模式生物之一,超过60%的人类疾病基因在果蝇中有直系同源基因。果蝇作为研究人类疾病发病机制的重要模型,主要用于肿瘤、神经退行性病变(如帕金森症、阿尔兹海默症[1])、代谢疾病等方面,还广泛应用于遗传学、发育生物学[2]、神经生物学[3]、行为学以及信号转导等多个领域。
随着果蝇突变体构建技术飞速发展,从最初的物理(X射线)诱变、化学(甲基磺酸乙酯EMS,乙基亚硝基脲ENU)诱变、P-转座子介入突变完成的随机突变,到基于同源重组的基因打靶、RNA干扰、ZFN、TALEN及CRISPER/cas9技术完成的精准编辑[4],加上2000年果蝇全基因组测序的完成,大大促进了果蝇资源库的发展,各国纷纷建立自己的果蝇资源库,并设置专项构建果蝇突变体,同时搜集和保藏了大批量果蝇品系。果蝇资源库建立使果蝇科研工作者获得果蝇品系更加方便快捷,大大推动了果蝇科研事业的发展。
在2009年以前,果蝇资源库大都分布在欧美、日本等发达国家,2009年,中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所成立了中国首家果蝇资源与技术平台,大量搜集果蝇品系,并提供显微注射、基因敲除、果蝇品系寄存、果蝇食物制备等果蝇相关技术服务,大大促进了中国果蝇科研事业的发展。基于此,综述全球各大资源库特色及其应用优势,为果蝇科研工作者的果蝇品系选择提供理论指导。
1 美国果蝇资源中心
美国果蝇资源保藏量丰富,主要包括伯卢明顿果蝇资源中心(Bloomington Drosophila Stock Center,BDSC)、哈佛医学院果蝇资源中心(The Exelixis Collection at the Harvard Medical School,Exelixis)和圣地亚哥果蝇资源中心(UC San Diego Drosophila Stock Center,DSSC)。
BDSC是全球首家果蝇资源中心,成立于1986年,是目前全球最大的果蝇资源保藏中心,搜集了包括GAL4、Balancers、Deficiencies、RNAi等各类品系超过27 000个,向全球提供果蝇品系160 000株(2010年数据)。BDSC不断总结新技术,搜集新品系,而且分类清晰,果蝇信息详细明确,订购方便[5]。
Exelixis搜集保存Exelixis公司出資构建的果蝇突变体,后来大量果蝇都捐赠给BDSC保种,现在仅保存极少量的突变体。
DSSC果蝇保有量相对较少,主要是一些非黑腹果蝇野生型、突变体、工具蝇等特殊品系。
2 奥地利维也纳果蝇资源中心
奥地利维也纳果蝇资源中心(Vienna Drosophila Resource Center, VDRC)成立于2007年,其起始保藏RNA干扰(RNA interference, RNAi)品系及其质粒,是全球最大的RNAi保藏中心,命名为维也纳果蝇RNAi品系中心(Vienna Drosophila RNAi Center,VDRC)。
随着社会需求的发展,CRISPER/Cas9技术等在果蝇基因编辑中的大力发展,VDRC也在不断寻求突破,搜集其他果蝇品系和质粒资源,包括驱动胚胎发育和成虫大脑基因表达的Vienna Tiles(VT) Gal4 品系,突变等位基因、标签基因重组质粒和报告基因等,并改名为Vienna Drosophila Resource Center(VDRC),现在是维也纳生物资源中心的一个部门(Vienna Biocenter Core Facilities GmbH,VBCF),还提供果蝇食物,第三方寄存果蝇服务,并向社会公开搜集果蝇品系。
3 日本果蝇资源中心联盟
为了更好地共享资源,日本建立了自己的果蝇资源中心联盟,包括日本国立遗传学研究所果蝇资源中心(Fly stocks of National Institute of Genetics,NIG-Fly)、日本东京工业大学果蝇资源中心[Kyoto-Fly,Drosophila Genetic Resource Center(DGRC),Kyoto Institute of Technology],爱媛大学果蝇资源中心(Ehime-Fly,DSEU)和杏林大学果蝇资源中心(Kyorin-Fly, Fly Stocks of Kyorin University)。
Kyoto-Fly成立于1999年,主要搜集GAL4、插入突变体、缺失突变体等各类突变。随着其资源库的发展,现改名为Kyoto DGGR,Kyoto stock center Drosophila Genomics and Genetic Resources。
NIG-Fly成立于2002年,主要保藏日本政府专项构建的RNAi品系,现在和伯卢明顿果蝇资源中心(BDSC)、中国清华果蝇资源中心(THFC)、奥地利维也纳果蝇资源中心(VDRC)并列为世界四大RNAi果蝇资源保藏中心。为了更好地共享,NIG-Fly和Kyoto-Fly共享同一个订购账号和密码(ID)。
Ehime-Fly和Kyorin-Fly也成立于2002年,主要保藏除黑腹果蝇外的一些果蝇品系。
4 瑞士FlyORF果蝇资源中心
瑞士苏黎世大学果蝇资源中心(Zurich ORFeome Project,FlyORF),主要提供基于phic31整合酶系统的过表达果蝇,注射背景果蝇为(3R,attP-86Fb),现已构建品系3 400多个,还在继续进行中,长期目标是建成一个综合性体内UAS-ORF果蝇资源库。
5 中国果蝇资源中心
中国现有两家果蝇资源中心,分别为中科院上海生物化学与细胞生物学研究所果蝇资源中心(Core Facility of Drosophila Resource and Technology,SIBCB, CAS,SIBCB-Fly)和清华果蝇资源中心(Tisng Hua Fly Center,THFC)。
SIBCB-Fly是中国首家果蝇资源保藏中心,成立于2009年9月,搜集包括野生型、平衡子、基因缺失、RNAi、基因敲除等各类品20 000多个,是中国最大的果蝇保藏中心。同时,平台本着服务科研的宗旨,还提供显微注射、基因敲除等各类技术支撑,拟打造国际一流的果蝇资源与技术服务中心,为我国在基础研究、疾病防治和新药研发等方面作出贡献。
THFC成立于2011年9月,主要保存和提供第三代RNAi技术所构建的转基因RNAi品系,现保存1万余株,具有成熟的转基因品系设计与制作技术[6]。
6 结语
全球果蝇资源库繁多,科研工作者可以根据自己的实验需要,选择合适的果蝇品系。随着CRISPER/Cas9等基因编辑新技术的发展,建立涵盖全基因组的基因敲除和基因敲入果蝇资源库指日可待。
参考文献:
[1] SW Mercer, J Wang, R Burke. In Vivo Modeling of the Pathogenic Effect of Copper Transporter Mutations That Cause Menkes and Wilson Diseases, Motor Neuropathy, and Susceptibility to Alzheimers Disease[J]. The Journal of Biological Chemistry,2017,292(10):4113-4122.
[2] Lewis EB. A Gene Complex Controlling Segmentation in Drosophila[J]. Nature,1978,276(5688):565-570.
[3] Guo J Z, Guo A K. Crossmodal Interactions between Olfactory and Visual Learning in Drosophila[J].Science,2005,309(5732):307-310.
[4] 蘇方,黄宗靓,郭雅文,等.从随机突变到精确编辑:果蝇基因组编辑技术的发展及演化[J].遗传,2016,38(1):17-27.
[5] KR Cook, AL Parks, LM Jacobus, et al. New research Resources at the Bloomington Drosophila Stock Center[J].Fly,2010,4(1):88-91.
[6] 王霞,乔欢欢,潘丽霞,等.果蝇新品系开发与种质资源保存[J].实验动物科学,2016,33(3):4-12.
(责任编辑:赵中正)