The efficiency of use lentiviral vectors for the transformation of rooster spermatogenic cells in vivo

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Male gonad cells are considered as promising target cells for the introduction of recombinant DNA within obtaining genetically modified individuals with given characteristics. The use of testicular spermatogonial stem cells is of the greatest interest. In the process of differentiation, this type of cell gives rise to a significant population of mature male germ cells. In the case of their genetic transformation, differentiated cells can be used to inseminate females in order to produce transgenic progeny. The aim of the research was to study the efficiency of using lentiviral vectors for the local transformation of roosters’ testicular spermatogenic cells. We used a lentiviral vector containing the ZsGreen reporter gene under the control of the CMV promoter. In vitro transformation of rooster spermatogenic cells was carried out by infection with a viral preparation, in vivo through multiple injections of the viral preparation into the testicular parenchyma of roosters ( n = 5). The efficiency of transformation was assessed by expression of the reporter ZsGreen gene in transfected spermatogenic cells. The success of using lentiviral vectors for the genetic transformation of rooster spermatogenic cells was shown in experiments in vitro and in vivo . The transformation efficiency of this cells types in an in vitro culture varied from 45 to 57% and averaged 48 ± 4%. The expression of the ZsGreen reporter gene in the cells of the spermatogenic epithelium of the testes was established in almost all experimental roosters in the in vivo experiments. The number of seminiferous tubules with transformed spermatogenic cells varied in the studied experimental roosters from 10 to 22%. The effectiveness of genetic transformation of the testes spermatogenic cells was 1.8 ± 0.2%. The obtained results indicate to the success of using lentiviral vectors for the genetic transformation of spermatogenic cells of rooster testes in vivo in order to create individuals with genetically transformed germ cells for the further production of transgenic offspring with given characteristics.

About the authors

Natalya Alexandrovna Volkova

Federal Science Center for Animal Husbandry named after Academy Member L.K. Ernst

Author for correspondence.
Email: natavolkova@inbox.ru

Doctor of Sciences in Biology, Professor of the Russian Academy of Sciences, Head of the Laboratory of Cell Engineering

Moscow region, Russian Federation

Anastasia Nikolaevna Vetokh

Federal Science Center for Animal Husbandry named after Academy Member L.K. Ernst

Email: anastezuya@mail.ru

Researcher of the Laboratory of Functional and Evolutionary Genomics of Animals

Moscow region, Russian Federation

Lyudmila Aleksandrovna Volkova

Federal Science Center for Animal Husbandry named after Academy Member L.K. Ernst

Email: ludavolkova@inbox.ru

Candidate of Sciences in Biology, Senior Researcher of the Laboratory of Cell Engineering

Moscow region, Russian Federation

Anatolievna Zinovyeva Nataliya

Federal Science Center for Animal Husbandry named after Academy Member L.K. Ernst

Email: n_zinovieva@mail.ru

Doctor of Sciences in Biology, Academician of the Russian Academy of Sciences

Moscow region, Russian Federation

References

  1. Brinster RL. Germline stem cell transplantation and transgenesis. Science. 2002; 296(5576): 2174—2176. Available from: doi: 10.1126/science.1071607.
  2. Zheng Y, Zhang Y, Qu R, He Y, Tian X, Zeng W. Spermatogonial stem cells from domestic animals: Progress and prospects. Reproduction. 2014; 147(3):R65—R74. Available from: doi: 10.1530/REP-13-0466.
  3. Spadafora C. Sperm cells and foreign DNA: a controversial relation. Bioassays. 1998; 20(11):955—964. Available from: doi: 10.1002/(SICI)1521-1878(199811)20:11<955::AID-BIES11>3.0.CO;2-8.
  4. McLean DJ. Spermatogonial stem cell transplantation and testicular function. Cell Tissue Research. 2005; 322(1):21—31. Available from: doi: 10.1007/s00441-005-0009-z.
  5. Brinster RL, Nagano M. Spermatogonial stem cell transplantation, cryopreservation and culture. Seminars in Cell & Developmental Biology. 1998; 9(4):401—409. Available from: doi: 10.1006/scdb.1998.0205.
  6. De Rooij DE, Griswold MD. Questions about spermatogonia posed and answered since 2000. Journal of andrology. 2012; 33(6):1085—1095. Available from: doi: 10.2164/jandrol.112.016832.
  7. Bykova VL, Zhunkeira LK, Karneiro Zh. (eds). Histology: atlas, study guide. Мoscow: GEOTAR Media Publ.; 2009. (In Russ).
  8. Yu F, Ding LJ, Sun GB, Sun PX, He XH, Ni LG, Li BC. Transgenic sperm produced by electrotransfection and allogeneic transplantation of chicken fetal spermatogonial stem cells. Molecular Reproduction and Development: Incorporating Gamete Research. 2010; 77(4):340—347. Available from: doi: 10.1002/mrd.21147.
  9. Oatley JM. Spermatogonial stem cell biology in the bull: development of isolation, culture, and transplantation methodologies and their potential impacts on cattle production. Reprod. Domest. Rumin. 2010; 67(7):133—143.
  10. Savchenkova IP, Korzhikova SV, Kostereva NV, Ernst LK. Cultivation and transplantation of boar type A spermatogonia. Ontogenesis. 2006; 37(4):292—300. (In Russ).
  11. Novgorodova IP, Mormyshev AN, Volkova NA, Zinovieva NA, Ernst LK. Genetic transformation of rabbit spermatogonium in vivo. Biotechnology. 2008; (1):24—28. (In Russ).
  12. Volkova N.A., Zinovieva N.A., Volkova L.A., Lotsmanova N.S., Ernst L.K. Study of factors affected the efficiency of gene transfer into the male germ cells of agricultural animals. Agricultural Biology. 2010; 45(6):16—19. (In Russ).
  13. Beloglazova EV, Kotova TO, Volkova NA, Volkova LA, Zinovieva NA, Ernst LK. Age dynamics of spermatogenesis in cocks in connection with optimization of bioengineering manipulation time. Agricultural Biology. 2011; 46(6):60—64. (In Russ).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».