Evaluación de pares: una alternativa enriquecedora a la evaluación clásica, para la asignatura Fisiología Animal para la carrera de Medicina Veterinaria de la Universidad Nacional de Río Cuarto (UNRC)

La instancia de evaluación y la modalidad que se emplea para valorar los contenidos aprendidos es una parte esencial en el trayecto de formación de los estudiantes. Ya sea, porque nos permite acceder a los conocimientos que poseen, previos a desarrollar un contenido, señalar un seguimiento del proceso de aprendizaje y de las posibles dificultades que atravesaron los alumnos en diferentes etapas del recorrido, o, finalmente, evaluar los aprendizajes obtenidos y lograr un cierre a la materia al final de la misma. Además, como contraparte a esto, nos da información acerca de que tan eficientes son los procesos y métodos de enseñanza que los docentes están llevando a cabo y puntos críticos donde puedan aplicarse modificaciones para corregir las posibles fallas en los mismos. Una buena evaluación hace buena la actividad de enseñanza y buena la actividad de aprender, manteniendo un equilibrio saludable en el proceso educativo. Frecuentemente, los procesos evaluativos tradicionales (mediante pruebas y/o exámenes) están asociados a efectos adversos en los alumnos, como: frustraciones, competitividad entre los pares, ansiedad y el uso de la evaluación como una mera valoración instrumental de los aprendizajes. En el marco de este contexto, encontramos la cátedra de la cual formo parte y cuyas asignaturas se apoyan en sistemas de evaluación que se caracterizan por un alto número de instancias de examen, volviéndose engorrosas y frustrantes para los alumnos (principalmente por tratarse de una materia troncal de las carreras y la complejidad de la misma), al punto que generan tasas altas de abandonos o pérdidas de regularidad, múltiples re-cursadas de la materia, etc., en los alumnos. El objetivo del presente TFI es elaborar una propuesta de evaluación que incorpore, dentro del programa de la materia Fisiología Animal, instancias evaluativas de pares entre los alumnos, en las cuales los mismos estudiantes oficiarían de evaluadores de sus compañeros y viceversa. Por lo tanto, la propuesta de innovación se presenta como una alternativa a la evaluación tradicional, con la intención de enriquecer el proceso de aprendizaje de los alumnos y favorecer la permanencia durante el trayecto formativo.Asesora: Elisa MarcheseFacultad de Ciencias Veterinaria

Transfection of bovine fetal fibroblast with polyethylenimine (PEI) nanoparticles: effect of particle size and presence of fetal bovine serum on transgene delivery and cytotoxicity

The development of efficient transfection protocols for livestock cells is crucial for implementation of cell-based transgenic methods to produce genetically modified animals. We synthetized fully deacylated linear 22, 87 and 217 kDa polyethylenimine (PEI) nanoparticles and compared their transfection efficiency and cytotoxicity to commercial branched 25 kDa PEI and linear 58 kDa poly(allylamine) hydrochloride. We studied the effect of PEI size and presence of serum on transfection efficiency on primary cultures of bovine fetal fibroblasts and established cells lines (HEK 293 and Hep G2). We found that transfection efficiency was affected mainly by polymer/pDNA ratio and DNA concentration and in less extent by PEI MW. In bovine fibroblast, preincubation of PEI nanoparticles with fetal bovine serum (FBS) greatly increased percentage of cells expressing the transgene (up to 82%) while significantly decreased the polymer cytotoxic effect. 87 and 217 kDa PEI rendered the highest transfection rates in HEK 293 and Hep G2 cell lines (>50% transfected cells) with minimal cell toxicity. In conclusion, our results indicate that fully deacylated PEI of 87 and 217 kDa are useful DNA vehicles for non-viral transfection of primary cultures of bovine fetal fibroblast and HEK 293 and Hep G2 cell lines.Fil: Forcato, Diego Oscar. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Fili, Alejandro. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Alustiza, Fabrisio Eduardo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Química; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Lazaro Martinez, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Bongiovanni Abel, Silvestre Manuel. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Química; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Olmos Nicotra, Maria Florencia. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Alessio, Ana Paula. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Rodriguez, Natalia Evelin. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Barbero, César Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Química; ArgentinaFil: Bosch, Pablo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentin

Establishment of cell-based transposon-mediated transgenesis in cattle

Transposon-mediated transgenesis is a well-established tool for genome modification in small animal models. However, translation of this active transgenic method to large animals warrants further investigations. Here, the piggyBac (PB) and sleeping beauty (SB) transposon systems were assessed for stable gene transfer into the cattle genome. Bovine fibroblasts were transfected either with a helper-independent PB system or a binary SB system. Both transposons were highly active in bovine cells increasing the efficiency of DNA integration up to 88 times over basal nonfacilitated integrations in a colony formation assay. SB transposase catalyzed multiplex transgene integrations in fibroblast cells transfected with the helper vector and two donor vectors carrying different transgenes (fluorophore and neomycin resistance). Stably transfected fibroblasts were used for SCNT and on in vitro embryo culture, morphologically normal blastocysts that expressed the fluorophore were obtained with both transposon systems. The data indicate that transpositionis a feasible approach for genetic engineering in the cattle genome.Fil: Alessio, Ana Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Fili, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Garrels, Wiebke. Institut für Nutztiergenetik; Alemania. Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover; AlemaniaFil: Forcato, Diego Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Olmos Nicotra, Maria Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Liaudat, Ana Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Bevacqua, Romina Jimena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Pabellón de Zootecnica. Laboratorio de Biotecnología Animal; ArgentinaFil: Savy, Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Pabellón de Zootecnica. Laboratorio de Biotecnología Animal; ArgentinaFil: Hiriart, María Inés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Pabellón de Zootecnica. Laboratorio de Biotecnología Animal; ArgentinaFil: Talluri, Thirumala R.. Institut für Nutztiergenetik; AlemaniaFil: Owens, Jesse B.. University of Hawaii at Manoa; Estados UnidosFil: Ivics, Zoltán. Paul-Ehrlich-Institute; AlemaniaFil: Salamone, Daniel Felipe. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Pabellón de Zootecnica. Laboratorio de Biotecnología Animal; ArgentinaFil: Moisyadi, Stefan. University of Hawaii at Manoa; Estados UnidosFil: Kues, Wilfried A.. Institut für Nutztiergenetik; AlemaniaFil: Bosch, Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentin

El cultivo de garbanzo (Cicer arietinum L.) en Argentina

El Programa Transferencia de Resultados de Investigación y Comunicación Pública de la Ciencia (PROTRI), de la Secretaría de Ciencia y Tecnología del Gobierno de la Provincia de Córdoba, financió la realización del libro El cultivo de garbanzo en Argentina con el objeto de promover la transferencia de resultados, experiencias o saberes entre las áreas del sector social y productivo para una mejor calidad de vida. Para la ejecución de esta obra han sido convocados técnicos e investigadores de las Ciencias Agropecuarias, Biológicas y Económicas, quienes en una forma clara y sencilla, aunque no menos consistente, ponen a disposición del lector sus experiencias adquiridas a lo largo de varios años de trabajo. El desarrollo de los diferentes temas se realiza a través de dieciséis Capítulos que abarcan desde la domesticación de Cicer y su llegada a la Argentina (Capítulo 1), pasando por el estudio morfológico de las diferentes partes de la planta en relación a los cultivares locales (Capítulo 2), además del manejo del suelo y sus nutrientes, en cuanto a requerimientos edáficos en los sistemas productivos (Capítulo 3). También se contempla el análisis de la influencia de los diversos factores ambientales para la determinación de zonas productivas (Capítulo 4). En el Capítulo 5 se hace referencia a la ecofisiología del cultivo, sus requerimientos en las diferentes etapas fenológicas, y cuándo y cómo se expresan en los cultivares. Un tema de indudable importancia para las leguminosas en general, y para el garbanzo en particular, es la simbiosis con las bacterias fijadoras de nitrógeno y su influencia en la productividad, el cual se desarrolla en el Capítulo 6. La mejora genética en el país es abordada en el Capítulo 7, donde se exponen sus inicios, desarrollo, disponibilidad de recursos, bondades y potencial del germoplasma disponible. A lo largo del ciclo biológico de la planta, el cultivo es visitado por insectos e infectado por hongos. Identificarlos y conocer sus ciclos biológicos y comportamientos es un aspecto importante para seleccionar las medidas de manejo y control más adecuadas (Capítulos 8 y 9). Quizás pocos sepan que el volumen de semilla genética de un cultivar, alcanza sólo unos pocos gramos (alrededor de 20). Para llevar este pequeño volumen a toneladas, se requiere del trabajo y tesón de investigadores, fitomejoradores y productores. Resultado de ese esfuerzo es la difusión de los seis cultivares obtenidos en el país, y se sigue trabajando para lograr nuevos materiales que se adapten a las diversas áreas y sistemas de producción (Capítulo 10). El desarrollo de los diferentes cultivares, que dan lugar a diversas arquitecturas de plantas, sumado a la adopción de diversos sistemas de producción, hace que el tema de la mecanización ocupe un lugar importante. Maquinas pequeñas y grandes intervienen en las etapas de siembra y de cosecha tratando de lograr la mayor eficiencia posible y un producto de calidad (Capítulo 11). Un cuello de botella para la expansión del cultivo es su comercialización, tanto para consumo interno como externo. En el Capítulo 12 se analizan los diferentes mercados y la necesidad de lograr un producto rentable de alta calidad, para mercados muy diversos. En el Capítulo 13 se hace un recorrido por las diferentes Provincias que actualmente producen garbanzo. Sus autores comentan como se incorporó el cultivo a los sistemas productivos de la región, sobre posibilidades y limitaciones, manejos y potencial de rendimiento, entre otros aportes. Los Capítulos 14 y 15 presentan dos temas de relevancia actual: la composición química del grano y las posibilidades de brindar valor agregado a éste, aspectos reforzados en la última década por el auge de las tendencias que promueven un nuevo estilo de vida y una alimentación sana, con alimentos naturales, bajos en grasa y con un buen balance nutricional. En el último Capítulo (16) se presentan experiencias de investigación en las que se utilizó al garbanzo como materia prima o como sustrato para diversas experimentaciones. La interacción docente-investigador-alumno permitió que vieran la luz diversos trabajos que, además de la formación de recursos humanos, brindan una información útil y novedosa al incursionar en temas tales como manejo de fechas de siembra, riego, alimento para pollos, cerdos y abejas. Estimado lector, tiene en sus manos un libro que es una invitación a un viaje con dieciséis estaciones. En cada una de ellas encontrará información sobre el cultivo del garbanzo en la Argentina. Estos datos fueron obtenidos por docentes, investigadores, productores, estudiantes que trabajaron y siguen trabajando para aportar al conocimiento del cultivo en nuestro país, bajo la realidad local y el contexto regional, ya que la mayoría de los trabajos y publicaciones son de origen extranjero y la aplicación de muchas de las tecnologías de manejo requieren una correcta adaptación y validación. Esperamos que este libro, además de serle útil, pueda ser disfrutado, sintiendo la pasión y el entusiasmo de cada uno de los autores por brindar y compartir sus conocimientos y logros

331 optimization of branched 25 kDa polyethylenimine for efficient gene delivery in bovine fetal fibroblasts

Cost-effective, highly efficient, and noncytotoxic transfection of bovine fetal fibroblasts (BFF) has proven difficult to achieve by regular chemical and physical methods. The aims of this study were to evaluate transient transfection efficiency and toxicity of commercially available branched 25 kDa polyethylenimine (25 kDa PEI, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) and to optimize the transfection conditions leading to high percentages of PEI-transfected fibroblasts with minimum cytotoxic effects. Bovine fetal fibroblast (BFF) cells were seeded a day before transfection in 24-well plates at a density of 3 × 104 cells per well in DMEM with antibiotics and 10% SFB. When 70 to 90% confluence was reached, cells were washed with PBS and incubated in DMEM without antibiotics or SFB. For the transfection-mix preparation, increasing amounts of plasmidic DNA (pZsGreen1; 2 to 6 µg) were added to 50 µL of DMEM without antibiotics or SFB, incubated for 5 min at room temperature, and complexed with 0.5 to 4 µg of PEI (from 1 mg mL–1 solution) in 50 µL of PBS for 10 min. This transfection mix was added to the cell cultures and, 2 h later, 500 µL of DMEM with antibiotics and 10% SFB was added to each well. Detection of green fluorescent protein (GFP) expression by flow cytometry (reported as percentage of green fluorescent cells) was performed 48 h after transfection. Results were analysed by ANOVA and Tukey test and expressed as mean ± SEM (P  0.05), whereas cells transfected with 1 or 2 µg of low-molecular-weight PEI (2 kDa) showed extremely low transfection efficiencies. Increasing the DNA load up to 6 µg significantly enhanced cell transfection (3.5- and 6-fold comparing 2 µg v. 4 µg and 6 µg of DNA, respectively; P < 0.05) at 1 and 2 µg of 25 kDa PEI/well. In order to evaluate the cytotoxic effect of PEI, cell viability was determined using the MTT assay in 96-well plates (cells/well), with each condition scaled down to replicate the effect of 2 kDa or 25 kDa PEI in a 24-well plate. The MTT results (expressed as % of the control) indicated that PEI became cytotoxic at concentrations equivalent to 2 and 4 µg/well (54.7 ± 3.4 and 18.5 ± 5.7, respectively), whereas 1 µg/well produced a slight detrimental effect on cell viability (90.0 ± 2.6). No evidence of cytotoxicity was observed when the BFF were incubated with 0.5 µg/well of 25 kDa PEI and 1 or 2 µg/well of 2 kDa PEI. To study if a combination of low- and high-molecular-weight PEI could improve transfection efficiency and reduce toxicity, we tested a mixture (1 : 1) of 2 kDa and 25 kDa PEI. Even though the 1 : 1 mixture was less cytotoxic, the efficiency of gene delivery was not improved. We conclude that, under our experimental conditions, the highest percentage of GFP-expressing cells with good viability was obtained when 1 µg of 25 kDa PEI was added per well. Therefore, branched 25 kDa PEI transfection represents an efficient, simple, and cost-effective alternative for gene delivery in bovine fibroblast cells in culture.Fil: Forcato, Diego Oscar. Universidad Nacional de Rio Cuarto; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Olmos Nicotra, Maria Florencia. Universidad Nacional de Rio Cuarto; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ortega, Nicolás Matías. Universidad Nacional de Rio Cuarto; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Alessio, Ana Paula. Universidad Nacional de Rio Cuarto; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Fili, Alejandro. Universidad Nacional de Rio Cuarto; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Rodriguez, Natalia Evelin. Universidad Nacional de Rio Cuarto; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Bosch, Pablo. Universidad Nacional de Rio Cuarto; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

46 meganuclease i-SceI enhances stable transgene integration in cultured bovine fetal fibroblasts

Production of genetically modified large animals through somatic cell nuclear transfer (SCNT) requires genetic manipulation of cultured cells, which are subsequently used as nuclear donors to generate a transgenic animal. Stable transgene integration into the donor cell genome is an inefficient process that involves integration of transgenes in randomly occurring DNA double-strand breaks. Therefore, our objective was to evaluate transient and stable transfection in cultured bovine fetal fibroblasts (BFF) using a transgenic strategy based on the simultaneous presence of a meganuclease (I-SceI) and a transgene flanked by restriction sites for I-SceI. Bovine fetal fibroblasts (2.63 × 104 cells cm–2 in 24-well plates) were co-transfected with a plasmid vector (pBSII-I-SceI-ZsGreen1-Neo) carrying expression cassettes for ZsGreen1 (fluorescent protein) and neomycin resistance flanked by restriction sites for I-SceI along with an expression plasmid for I-SceI (pCBASce). As controls, BFF were co-transfected with pBSII-I-SceI-ZsGreen1-Neo plus a plasmid that lacks the I-SceI expression cassette (pCBA). Lipofectamine 2000 (Invitrogen) was used as the transfection reagent as per manufacturer’s instructions. Two different relationships of vector pBSII-I-SceI-ZsGreen1-Neo to pCBASce or pCBA (control) were tested: 1 : 1 and 1 : 3 (total amount of plasmid DNA per well was 500 ng). Transient transfection was evaluated by flow cytometry and reported as percentage of green fluorescent cells 72 h post-co-transfection. Stable integration of transgene sequences was assessed 21 days after co-transfection by determining the number of fluorescent cell colonies (FCC) that developed in selective media (DMEM + 250 µg mL–1 of G418). Data were analyzed by ANOVA and Tukey test and expressed as mean ± standard error of the mean. Flow cytometric analysis at 72 h post-transfection showed no statistical differences between the proportions of fluorescent cells in cultures co-transfected with pCBASce compared with those transfected with the control plasmid. The number of FCC developed from cultures co-transfected with pBSII-I-SceI-ZsGreen1-Neo plus pCBASce at a 1 : 1 ratio was 6.4-fold higher compared with those observed in the control group at the same ratio (8.00 ± 2.16 v. 1.25 ± 0.62 colonies; P  0.05). Several transgenic BFF cell lines were generated by subculturing individual colonies. Polymerase chain reaction and Southern blotting confirmed that antibiotic-resistant and phenotypically positive colonies had integrated the ZsGreen1 transgene. Western blot analysis using an anti-HA antibody revealed a band of the expected size (30 kDa) in cells transfected with pCBASce. We conclude that I-SceI transgenesis significantly increases the functional integration of plasmid DNA into the bovine fibroblast genome as has been reported in embryos of other vertebrates, up to now by unknown mechanisms. This transgenic strategy should facilitate stable transfection of bovine fibroblasts to generate genetically modified animals though SCNT.Fil: Ortega, Nicolás Matías. Universidad Nacional de Río Cuarto; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Benitez, S. B.. Universidad Nacional de Río Cuarto; ArgentinaFil: Barrionuevo, Blanca Elizabeth. Universidad Nacional de Río Cuarto; ArgentinaFil: Olmos Nicotra, Maria Florencia. Universidad Nacional de Río Cuarto; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Alessio, Ana Paula. Universidad Nacional de Río Cuarto; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Fili, Alejandro. Universidad Nacional de Río Cuarto; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Forcato, Diego Oscar. Universidad Nacional de Río Cuarto; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Stice, S. L.. University of Georgia; Estados UnidosFil: Bosch, Pablo. Universidad Nacional de Río Cuarto; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Exogenous enzymes upgrade transgenesis and genetic engineering of farm animals

Abstract Transgenic farm animals are attractive alternative mammalian models to rodents for the study of developmental, genetic, reproductive and disease-related biological questions, as well for the production of recombinant proteins, or the assessment of xenotransplants for human patients. Until recently, the ability to generate transgenic farm animals relied on methods of passive transgenesis. In recent years, significant improvements have been made to introduce and apply active techniques of transgenesis and genetic engineering in these species. These new approaches dramatically enhance the ease and speed with which livestock species can be genetically modified, and allow to performing precise genetic modifications. This paper provides a synopsis of enzyme-mediated genetic engineering in livestock species covering the early attempts employing naturally occurring DNA-modifying proteins to recent approaches working with tailored enzymatic systems.Fil: Bosch, Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Forcato, Diego Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Alustiza, Fabrisio Eduardo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Alessio, Ana Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Fili, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Olmos Nicotra, Maria Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Liaudat, Ana Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Rodriguez, Nancy. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Talluri, Thirumala R.. Institute of Farm Animal Genetics. Neustadt; AlemaniaFil: Kues, Wilfried A.. Institute of Farm Animal Genetics. Neustadt; Alemani

Sleeping beauty transgenesis in cattle

Transposon-mediated transgenesis is a well-established tool for genome modification in small animal models. However, translation of this active transgenic method to large animals warrants further investigations. Here, the Sleeping Beauty (SB) transposon system was assessed for stable gene transfer into the cattle genome. The transposon plasmids encoded a ubiquitously active CAGGS promoter-driven Venus reporter and a lens-specific α A-crystallin promoter driven tdTomato fluorophore, respectively. The helper plasmid carried the hyperactive SB100x transposase variant. In total, 50 in vitro-derived zygotes were co-injected (Garrels et al. 2011 PLoS ONE 6; Ivics et al. 2014 Nat. Protoc. 9) and cultured up to blastocyst stage (Day 8). Two blastocysts were Venus-positive and were transferred to synchronized heifers, resulting in one pregnancy. The resulting calf was normally developed and vital; however, it died shortly after cesarean section due to spontaneous bleeding from an undetected aneurism. Phenotypic analysis suggested that the calf was indeed double-transgenic, showing widespread expression of Venus and lens-specific expression of tdTomato. Genotyping and molecular analyses confirmed the integration of both reporter transposons and the faithful promoter-dependent expression patterns. Subdermal tissue of an ear biopsy was used to culture fibroblasts, which were employed in somatic cell nuclear transfer experiments. In total, 39 embryos were reconstructed, of which 34 underwent cleavage, and at the end of culture 12 morulas and 12 blastocysts were obtained. Ten of the blastocysts were Venus positive, and embryo transfer of Venus-positive blastocysts is planned. In summary, we showed that the cytoplasmic injection of SB components is a highly efficient method for transgenesis in cattle. Due to the modular composition of SB plasmids, even double transgenic cattle can be generated in a one-step procedure. Importantly, the SB-catalyzed integration seems to favour transcriptionally permissive loci in the genome, resulting in faithful and robust promoter-dependent expression of the transgenes. The transposon constructs carry heterospecific loxP sites, which will be instrumental for targeted insertion of functional transgenes by Cre recombinase-mediated cassette exchange.Fil: Garrels, Wiebke. Institut für Nutztiergenetik; Alemania. Medical School Hannover; AlemaniaFil: Talluri, Thirumala Rao. Institut für Nutztiergenetik; AlemaniaFil: Bevaqua, Romina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomia. Departamento de Producción Animal; ArgentinaFil: Alessio, Ana Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Fili, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Forcato, Diego Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Rodriguez, Nancy. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Olmos Nicotra, Maria Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Ivics, Zálthan. Paul-Ehrlich-Institute; AlemaniaFil: Salamone, Daniel Felipe. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomia. Departamento de Producción Animal; ArgentinaFil: Bosch, Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Kues, Wilfried. Institut für Nutztiergenetik; Alemani

Early fetal development of nuclear transfer bovine embryos generated from fibroblasts genetically modified by piggybac transposition

Transposon-mediated transgenesis is a well-established tool for genome manipulation in small animal models. However, translation of this active transgenesis method to the large animal setting requires further investigation. We have previously demonstrated that a helper-independent piggyBac (PB) transposon system can efficiently transpose transgenes into the bovine genome [Alessio et al. 2014 Reprod. Domest. Anim. 49 (Suppl. 1), 8]. The aims of the current study were a) to investigate the effectiveness of a hyperactive version of the PB transposase, and b) to determine the ability of the genetically modified cells to support early embryo and fetal development upon somatic cell nuclear transfer (SCNT). Bovine fetal fibroblasts (BFF) were chemically transfected with either pmGENIE-3 (a helper-independent PB transposon conferring genes for hygromycin resistance and enhanced green fluorescent protein (EGFP); Urschitz et al. 2010 PNAS USA 107, 8117-8122), pmhyGENIE-3 (carrying an hyperactive version of the PB transposase; Marh et al. 2012 PNAS USA 109, 19184-19189), or pmGENIE-3/Δ PB (a control plasmid lacking a functional PB transposase). Upon transfection, cell cultures were subjected to 14 days of hygromycin selection. Antibiotic-resistant and EGFP+ colonies were counted and data analysed by ANOVA and Tukey´s test. For SCNT, pmhyGENIE-3 and pmGENIE-3 polyclonal cell lines were selected by FACS and individual cells used as nuclear donors. Day 7 blastocysts were nonsurgically transferred to synchronized recipients. Conceptuses were recovered by Day 35 of gestation, observed under fluorescence excitation, and genotyped. The mean number of colonies in pmhyGENIE-3 group was significantly higher than those in pmGENIE-3 and the control group (324.0±17.8 v. 100.0±16.1 and 2.8±0.8 respectively, n=4-7; P<0.05). The hyperactive transposase increased transgene integration efficiency 3.24 times compared with the conventional PB transposase. The SCNT and early fetal development data are summarised in Table 1. Phenotypic analysis revealed that both transgenic fetuses and the extraembryonic membranes expressed EGFP with no macroscopic evidence of variegated transgene expression. Molecular analysis by PCR confirmed that both fetuses carried the transposon DNA. Here, we demonstrate that a hyperactive version of the PB transposase is more active in bovine cells than the conventional PB transposase. In addition, SCNT embryos generated from genetically modified cells by the pGENIE transposon system can progress to early stages of fetal development.Fil: Alessio, Ana Paula. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Fili, Alejandro. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Forcato, Diego Oscar. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Olmos Nicotra, Maria Florencia. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Alustiza, Fabrisio Eduardo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Rodriguez, Natalia Evelin. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; ArgentinaFil: Sampaio, R. V.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Sangalli, J.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Bressan, F.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Fantinato-Neto, P.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Meirelles, F.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Owens, J.. John A. Burns School Of Medicine; Estados UnidosFil: Moisyadi, S.. John A. Burns School Of Medicine; Estados UnidosFil: Kues, W.A.. Friedrich-Loeffler-Institut; AlemaniaFil: Bosch, Pablo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin