[发明专利]具有可定制性状的转基因动物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年2月15日提交的美国临时申请序列No.61/598,987的优先权，其通过引用整体并入本文。

本申请的序列表标记为SeqList-15Feb13_ST25.txt，其在2013年2月15日创建，为66KB。该序列列表的全部内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本申请涉及对动物进行基因修饰以有效地控制特定性状的变化，例如皮肤和/或毛皮(fur)色素沉着的变化。

发明背景

大部分动物物种中合成唯一的色素，并且唯一存在于所有哺乳动物物种中的色素是黑色素。有两类黑色素：产生金色和红色的褐黑素(pheomelanin)以及产生深褐色或黑色的真黑素(eumelanin)。这两类黑色素都由酪氨酸合成，但是其合成途径在多巴醌(dopaquinone)的产生后分叉。

控制特定黑色素细胞产生褐黑素还是真黑素的主要开关是黑皮质素受体(MC1R)。MC1R多态性也看似是红色褐黑素或金色褐黑素的主要决定因素。

黑皮质素受体可被任何促黑素细胞激素(MSH)激活，最常见的是被α-MSH激活，但也被β-防卫素103激活。相反地，MC1R的激活可通过野灰蛋白信号传递蛋白(agouti signaling protein，ASP)的表达来抑制。β-防卫素103信号对ASP信号是显性，且ASP信号对MSH信号是显性。另外，在所有这些基因中都有提高或降低其活性的突变和多态性。皮毛颜色还受到黑色素产生和转运的多种调谐子的调节，包括酪氨酸酶(TYR)、酪氨酸酶转运蛋白OCA2和泛素化基因HERC2等。

植物产生多种另外的色素种类，包括叶绿素、类胡萝卜素、花色素(anthrocyanin)和甜菜色素(betalain)。在这些色素中，类胡萝卜素可能是最容易转移到动物中的，因为植物中产生类胡萝卜素染料所依赖的前体也可在动物中发现。香叶基香叶基焦磷酸是HMG-CoA还原酶途径中的中间体，并且被用作合成类固醇和固醇的前体。通过添加4到5种植物蛋白质，可使用香叶基香叶基焦磷酸替代作为前体来合成黄胡萝卜素和橙胡萝卜素或者红酵母烯(torulene red)。在自然中已发生植物色素向动物的转移：豌豆蚜(A.pisum)具有数个以某种方式转移自真菌的基因。已在属于动物界的基因工程酵母中生产类胡萝卜素。

在多细胞动物中曾试图通过遗传干预对表面色素进行的唯一修饰是是将动物从浅色整体改变为深色或从深色整体改变为浅色。未曾产生更详细的图案。胡萝卜素染料从未在比蚜虫更复杂的动物中被天然发现过，也未曾改造到任何多细胞动物中。在本发明之前，尚未在动物物种的皮肤或毛皮中产生可定制的颜色或图案。

发明内容

本发明提供了用于在动物中产生可定制性状的材料和方法。例如，本发明提供了用于在动物的皮肤和/或毛皮中产生可定制图案的材料和方法。在另一些实施方案中，所述可定制性状可包括动物皮肤或毛皮的长度和/或质地。或者，本发明可用于实现动物甲/嘴甲/指甲/趾甲(nail)、爪和/或角的质地、结构强度和/或长度的控制变化。

在一个具体实施方案中，本发明方法包括向动物细胞中引入基因构建体，所述基因构建体包含角蛋白-14特异性启动子、loxp盒中的红色荧光蛋白、色素盒中的显性黑色(ΔG23)β防卫素103以及SV40(具有内含子)聚腺苷酸化序列。然后，当向具有所述基因构建体的动物之皮肤施用包含Cre重组酶(或HTNCre)的组合物时，所述动物的毛皮将在施用了所述组合物的地方变黑。以这种方式，将毛皮永久地基因修饰从而以期望的形状变色。

因此，在一个实施方案中，本发明提供了在动物的皮肤和/或毛皮中产生可定制的永久性图案的方法。

在另一个实施方案中，本发明提供了用于在动物物种的皮肤和/或毛皮中产生多色图案的方法。

在又一个实施方案中，本发明提供了在动物物种的皮肤和/或毛皮中产生可定制图案以使得所述动物将在其整个生存期中继续生长保持这些颜色的毛皮的方法。

本发明还提供了在那种动物中产生可遗传、可定制的预定条状图案的方法。