基因敲除技术的最新进展doc - 丁香园
基因敲除技术研究进展

兰州交通大学化学与生物工程学院综合能力训练Ⅰ——文献综述题目:基因敲除技术研究进展作者:王振宇学号:201207744指导教师:谢放完成日期:2014-7-16基因敲除技术研究进展摘要基因敲除是自20世纪80年代末以来发展起来的一种新型分子生物学技术,是通过一定的途径使机体特定的基因失活或缺失的技术。
在总结已有研究成果的基础上,本文对基因敲除技术的概况、原理方法应用以及近年来基因敲除技术的研究进展作一个简单的综述。
关键词基因敲除 RNA i生物模型基因置换基因打靶同源重组1. 基因敲除技术简介基因敲除(Gene knockout)是指一种遗传工程技术,针对某个序列已知但功能未知的序列,改变生物的遗传基因,令特定的基因功能丧失作用,从而使部分功能被屏障,并可进一步对生物体造成影响,进而推测出该基因的生物学功能。
它克服了随机整合的盲目性和偶然性,是一种理想的修饰、改造生物遗传物质的方法。
基因敲除借助分子生物学、细胞生物学和动物胚胎学的方法,通过胚胎干细胞这一特殊的中间环节将小鼠的正常功能基因的编码区破坏,使特定基因失活,以研究该基因的功能;或者通过外源基因来替换宿主基因组中相应部分,以便测定它们是否具有相同的功能,或将正常基因引入宿主基因组中置换突变基因以达到靶向基因治疗的目的。
基因敲除是揭示基因功能最直接的手段之一。
通常意义上的基因敲除主要是应用DNA同源重组原理,用设计的同源片段替代靶基因片段(即基因打靶),从而达到基因敲除的目的。
随着基因敲除技术的发展,除了基因打靶技术外,近年来新的原理和技术也逐渐被应用,比较成功的有RNA干扰技术,同样也可以达到基因敲除的目的。
简单的说基因敲除是指将目标基因从基因组中删除。
基因敲除技术主要应用于动物模型的建立,而最成熟的实验动物是小鼠,对于大型哺乳动物的基因敲除模型还处于探索阶段。
这项技术的诞生可以说是分子生物学技术上继转基因技术后的又一革命。
尤其是条件性、诱导性基因打靶系统的建立,使得对基因靶位时间和空间上的操作更加明确、效果更加精确、可靠,它的发展将为发育生物学、分子遗传学、免疫学及医学等学科提供了一个全新的、强有力的研究、治疗手段,具有广泛的应用前景和商业价值。
基因敲除技术的建立和应用

基因敲除技术的建立和应用在过去的几十年里,基因工程技术的快速发展,使得科学家们对基因的研究和探索走到了一个新的高峰。
在这其中,基因敲除技术就是其中的一项重要的技术,它可以帮助我们更深入地了解基因在生物体内的功能和作用。
本文将会从基因敲除技术的概念和原理、建立过程以及它的应用三个方面来进行探讨。
一、概念和原理基因敲除技术,顾名思义,就是通过人工手段将特定的基因从一种生物体内去除,以研究那个基因对于生物体的影响和作用,同时探究该基因在生命过程中的具体作用。
它通常在模式生物上使用,如小鼠、果蝇、斑马鱼等,研究前所未有地扩大了基因研究的深度和广度。
基因敲除技术的原理是通过改变基因的核苷酸序列实现的。
在模式生物的基因组内,可以用一小段DNA序列取代目标基因的序列来“敲除”它。
随后,通过一系列的分子生物学技术来检测敲除的成败,最终确定敲除效果。
二、建立过程建立基因敲除技术通常分为以下几个步骤:建立靶向基因,构建敲除载体,经过特定的方法进行基因敲除。
首先是建立靶向基因。
靶向基因是指需要进行敲除的特定基因。
在建立这个靶向基因的过程中,需要对靶向基因进行多个方面的分析,如基因的序列、结构和功能等。
这样可以妥善地选择出目标基因。
其次是构建敲除载体。
敲除载体是载体DNA,具有敲除所需的所有分子元件,并且能够在目标基因的特定部位发起DNA重组,以实现敲除。
通过将靶向基因的DNA与敲除载体DNA进行结合,可以构建出一个可用于敲除特定基因的载体。
最后是通过特定的方法进行基因敲除。
常见的方法包括CRISPR/Cas9技术、RNAi技术等。
通过这些技术,可以准确地向细胞中传递基因敲除载体,并在细胞内进行DNA重组,达到敲除目标基因的效果。
三、应用1. 帮助研究基因的功能和作用。
基因敲除技术可以对基因的功能和作用进行准确研究和探索。
通过敲除特定基因,科学家们可以研究这些基因对于生物体的重要性,了解它们的基本功能和作用。
这是对生物学和医学的研究大有裨益。
分子生物学综述论文(基因敲除技术)

现代分子生物学课程论文题目基因敲除技术班别生物技术10-2学号 *********** 姓名陈嘉杰成绩基因敲除技术的研究进展要摘基因敲除是自80年代末以来发展起来的一种新型分子生物学技术,是通过一定的途径使机体特定的基因失活或缺失的技术。
此后经历了近20年的推广和应用,直到2007年10月8日,美国科学家马里奥•卡佩奇(Mario Capecchi)和奥利弗•史密西斯(Oliver Smithies)、英国科学家马丁•埃文斯(Martin Evans)因为在利用胚胎干细胞对小鼠基因金星定向修饰原理方面的系列发现分享了2007年诺贝尔生理学或医学奖。
基因敲除技术从此得到关注和肯定,并对医学生物学研究做出了重大贡献。
本文就基因敲除的研究进展作一个简单的综述。
关键词基因敲除、RNAi、生物模型、同源重组前言基因敲除又称基因打靶,该技术通过外源DNA与染色体DNA之间的同源重组,进行精确的定点修饰和基因改制,具有转移性强、染色体DNA可与目的片段共同稳定遗传等特点。
应用DNA同源重组技术将灭活的基因导入小鼠胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES cells)以取代目的基因,再筛选出已靶向灭活的细胞,微注射入小鼠囊胚。
该细胞参与胚胎发育形成嵌合型小鼠,再进一步传代培育可得到纯合基因敲除小鼠。
基因敲除小鼠模型的建立使许多与人类疾病相关的新基因的功能得到阐明,使现代生物学及医学研究领域取得了突破性进展。
上述起源于80年代末期的基因敲除技术为第一代技术,属完全性基因敲除,不具备时间和区域特异性。
关于第二代区域和组织特异性基因敲除技术的研究始于1993年。
Tsien等[1]于1996年在《Cell》首先报道了第一个脑区特异性的基因敲除动物,被誉为条件性基因敲除研究的里程碑。
该技术以Cre/LoxP系统为基础,Cre在哪种组织细胞中表达,基因敲除就发生在哪种组织细胞中。
2000年Shimizu等[2]于《Science》报道了以时间可调性和区域特异性为标志的第三代基因敲除技术,其同样以Cre/LoxP系统为基础,利用四环素等诱导Cre的表达。
基因敲除技术的优化和应用

基因敲除技术的优化和应用随着生命科学的不断发展,基因敲除技术的应用也越来越广泛。
基因敲除技术是指通过特定的技术手段将目标基因从细胞中去除或失活,从而研究目标基因的功能和作用。
这种技术不仅在基础研究中有着广泛的应用,还在医学和农业领域中发挥着重要的作用。
然而,基因敲除技术在实际应用中还存在着一些问题。
首先,传统的基因敲除技术往往需要大量的克隆和筛选工作,费时费力。
其次,由于细胞中存在多个同源基因,敲除一个基因可能会导致其他同源基因的表达上调,造成不必要的干扰。
此外,由于目标基因在细胞中占据着不可或缺的位置,其敲除往往会对细胞的稳态造成不利影响。
针对这些问题,研究人员提出了一系列的改进措施,使基因敲除技术更加高效和准确。
一种改进方案是利用RNA干扰技术(RNAi)。
与常规的基因敲除技术不同,RNAi技术利用小分子RNA分子诱导靶向基因的降解,从而实现对目标基因的失活或降低表达。
相较于基因敲除技术,RNAi技术具有选择性强、操作简便等优点,同时避免了敲除同源基因的问题。
近年来,越来越多的研究利用RNAi技术进行基因功能研究。
另一种改进方案是基于CRISPR/Cas技术的基因编辑技术。
基于CRISPR/Cas技术的基因编辑技术是一种新兴的基因工程技术,其原理是通过设计特定的引物和Cas9核酸酶结合,靶向特定的DNA序列进行剪切和编辑,从而对目标基因实现精确的敲除或修改。
相较于传统的基因敲除技术,基于CRISPR/Cas技术的基因编辑技术具有操作简便、精确性高等优点,在生命科学研究、治疗遗传病等领域中有着广泛的应用前景。
除了基因敲除技术的优化,其应用也在不断地扩展和深入。
在基础研究领域,基因敲除技术被广泛应用于功能基因组学、转录组学和蛋白质组学等领域。
例如,在对细胞凋亡、DNA修复等重要生命过程的研究中,利用基因敲除技术可以完成关键因子的功能鉴定;在药物研发领域,利用基因敲除技术可以筛选治疗特定疾病的药物靶点。
基因敲除小鼠技术共9页word资料

转基因、基因敲入/敲除动物技术已经成为现代生命科学基础研究和药物研发领域不可或缺的重要技术,该技术从上世纪七八十年代诞生以来,已有近四十年的历史,经典技术如DNA原核显微注射、胚胎干细胞显微注射技术一直以来经久不衰,并逐渐从基础研究实验室转向商业模式,成为一项高度标准化的新兴产业一、技术介绍与研究进展转基因、基因敲入/敲除动物技术已经成为现代生命科学基础研究和药物研发领域不可或缺的重要技术,该技术从上世纪七八十年代诞生以来,至今已有近四十年的历史,经典技术如DNA原核显微注射、胚胎干细胞显微注射技术一直以来经久不衰,在小鼠模型构建方面日趋完善,并且如同剪切酶和抗体等常规分子生物学试剂的制备技术一样,逐渐从基础研究实验室转向商业模式,成为一项高度标准化的新兴产业,催生了数以百计的创新药物和数以千计的优秀文章。
尽管如此,传统技术仍然存在一些难以克服的缺陷,如步骤繁琐、周期漫长、成功率低、费用高昂等,而ZFN和TALEN等新技术的出现,或有可能将这一局面彻底改变。
二、同源重组技术原理基因敲除鼠技术是上世纪80年代中后期基于DNA同源重组的原理发展起来的,Capecchi和Smithies在1987年根据同源重组(homologous recombination)的原理,首次实现了ES的外源基因的定点整合(targeted integration),这一技术称为"基因打靶"(gene targeting)或"基因敲除"(gene knockout),利用这种ES的显微注射就可以制作出基因敲出小鼠(KO Mice: knockout mice);由于这一工作,Capecchi和Smithies 于2007年与Evans分享了诺贝尔医学奖。
同源重组(homologous recombination)定义:是指发生在姐妹染色单体(sister chromatin) 之间或同一染色体上含有同源序列的DNA分子之间或分子之内的重新组合。
CRISPRCas9基因敲除研究进展

902021年 第1期CRISPR/Cas9基因敲除研究进展白祥慧(青海师范大学生命科学学院,青海 西宁 810008)摘 要:功能基因组学的发展促进基因敲除技术的进步,基因敲除技术从载体的构建到细胞筛选再到动物模型都取得长足进步。
基因敲除手段种类繁多,其中CRISPR/Cas9作为常用的基因编辑技术,具有高效、便捷、精确等优点,在农业、医学、生物学的模型构建中被广泛运用。
随着科研工作的逐渐深入,CRISPR/Cas9技术逐渐渗透到植物和微生物研究领域中。
文章综述近年来CRISPR/Cas9的应用,为科研工作的开展提供参考。
关键词:CRISPR/Cas9;基因;敲除中图分类号:S 852 文献标识码:A 文章编号:1672-9692(2021)01-0090-03Research progress of CRISPR/Cas9 gene knockoutBai Xianghui(College of Life Science, Qinghai Normal University, Qinghai Xining 810008)Abstract: The development of functional genomics has promoted the development of gene knockout technology, which has made great progress from vector construction to cell screening to animal models. There are many kinds of gene knockout methods, among which CRISPR/Cas9, as a common gene editing technology, has the advantages of high efficiency, convenience and accuracy, making it widely used in the construction of models in agriculture, medicine and biology. CRISPR/Cas9 technology has gradually infiltrated the field of plant and microbial research as scientific work demands. In the paper, the application of CRISPR/Cas9 in recent years is briefly reviewed to provide reference for the development of scientific research.Key words: CRISPR/Cas9; Gene; Knockout收稿日期:2020-11-17作者简介:白祥慧,硕士在读,研究方向为动物生理。
基因敲除技术

基因敲除技术研究进展综述摘要:基因敲除在20世纪80年代发展起来后已经应用到许多领域, 如建立人类疾病的转基因动物模型(糖尿病转基因小鼠、神经缺损疾病模型等)。
这些疾病模型的建立使研究者可以在动物体内进行疾病的研究: 研究发育过程中各个基因的功能, 研究治疗人类遗传性疾病的途径。
关键字:基因敲除;Cre/LoxP系统;基因载体;生物模型1.概述:基因敲除又称为基因打靶, 是指从分子水平上将一个基因去除或替代, 然后从整体观察实验动物,推测相应基因功能的实验方法,是功能基因组学研究的重要研究工具。
是自80年代末以来发展起来的一种新型分子生物学技术。
通常意义上的基因敲除主要是应用DNA同源重组原理,用设计的同源片段替代靶基因片段,从而达到基因敲除的目的。
随着基因敲除技术的发展,除了同源重组外,新的原理和技术也逐渐被应用,比较成功的有基因的插入突变和iRNA,它们同样可以达到基因敲除的目的。
基因敲除已成为当前医学和生物学研究的最热点与最前沿, 并已对生物学和医学的许多研究领域产生深刻的影响, 成为革命性的研究工具, 具有极其重要的理论意义和实践意义。
基于基因敲除技术对医学生物学研究做出的重大贡献,在该领域取得重大进展的三位科学家,70岁的美国人马里奥•卡佩奇(Mario Capecchi)、82岁的美国人奥利弗•史密西斯(Oliver Smithies)和66岁的英国人马丁•埃文斯(Martin Evans)分享了2007年诺贝尔生理学或医学奖。
2.基因敲出技术发展历史80年代末期的基因敲除技术为第一代技术,属完全性基因敲除,不具备时间和区域特异性。
关于第二代区域和组织特异性基因敲除技术的研究始于1993年。
Tsien等于1996年在《Cell》首先报道了第一个脑区特异性的基因敲除动物,被誉为条件性基因敲除研究的里程碑。
该技术以Cre/LoxP系统为基础,Cre在哪种组织细胞中表达,基因敲除就发生在哪种组织细胞中。
基因敲除

1(CRISPR)/CRISPR-associated (Cas) 是细菌和古细菌一种不断进化适应的免疫防御机制。
CRISPR/Cas9利用一段小 RNA 来识别并剪切DNA以降解外来核酸分子。
刚刚发表在《科学》(Science)(2013年,1,3)的两篇文章,证明Cas9系统 能在293T, K562, iPS等多种细胞中,进行有效的靶向酶切,非同源重组(NHEJ)、同源重组 (HR)效率在3-25%之间,与TALEN酶切效果相当。
文章还证明,多个靶点可以同时进行靶向酶切。
这些工作将进一步靶向基因操纵推向高潮,使得多个基因敲除、敲入变得更为简单、高效。
虽然目前,大家对该技术的特异性,免疫原性还了解甚少,但是随着研究的不断深入,一定会有很大的改善。
在未来的2-3年,动植物育种、干细胞定向分化、遗传疾定点修复等等都将得到迅猛的发展。
图1. RNA指导的CRISPR/Cas9基因剪切系统唯尚立德已经利用CRISPR/Cas9在斑马鱼,哺乳动物细胞上成功实现基因敲除和基因敲入,现推出如下技术服务:1. 应用CRISPR /Cas9提供稳定细胞系靶向基因敲除、敲入技术服务;2. 应用CRISPR /Cas9提供模式生物靶向基因技术服务,包括小鼠,大鼠,斑马鱼等;近几十年来,随着全基因组测序技术的不断成熟,我们在各种细菌和古细菌(archaea)中也陆续发现了很多成簇的、规律间隔的短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeat sequences,即CRISPR序列,这就是二十多年前日本科学家发现的那个序列)和CRISPR相关基因(CRISPR-associated genes, Cas gene)。
研究发现,这些CRISPR序列与很多病毒或者质粒的DNA序列是互补的,说明这套CRISPR–Cas系统很有可能是生物体抵御病毒等外来入侵者的一套特异性防御机制,就好像是另外一套适应性免疫反应系统(adaptive immune system)。
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基因敲除技术的最新进展 yunfenglin干细胞与组织工程讨论版 【摘要】 自从上世纪80年代初的胚胎干细胞技术的成熟,在短短的20年里,关于基因敲除动物模型的报道呈几何数增长。
现在的技术已经可以产生在时间和空间上都可以人为控制的,从点突变到染色体组大片段的删除和重排的各种基因突变小鼠,这样就可以让研究每个基因的具体功能成为可能。
本文将首先简介基因敲除技术的技术背景、基本原理、基本步骤;然后将重点介绍现在基因敲除的常用策略及其利弊;接着将探讨基因打靶结果不理想的常见因素,包括基因背景、基因重复、基因补偿、和基因补充;最后介绍基因打靶技术的技术热点,包括组织特异性打靶、诱导性打靶。
并探讨基因打靶技术在颌面外科的应用前景。
【关键词】基因敲除、条件性基因打靶、组织特异性基因打靶、诱导性基因打靶技术背景基因打靶技术是20世纪80年代发展起来的[1],是建立在基因同源重组技术基础以及胚胎干细胞技术基础上的一种新分子生物学技术。
所谓胚胎干细胞(Embryonic Stem cell,ES)是从着床前胚胎(孕3—5天)分离出的内细胞团(Inner cell mass,ICM)细胞[2],它具有向各种组织细胞分化的多分化潜能,能在体外培养并保留发育的全能性。
在体外进行遗传操作后,将它重新植回小鼠胚胎,它能发育成胚胎的各种组织。
而基因同源重组是指当外源DNA片段大且与宿主基因片段同源性强者并互补结合时,结合区的任何部分都有与宿主的相应片段发生交换(即重组)的可能,这种重组称为同源重组。
[3]基因打靶就是通过同源重组将外源基因定点整合入靶细胞基因组上某一确定的位点,以达到定点修饰改造染色体上某一基因的目的的一种技术[4]。
它克服了随机整合的盲目性和偶然性,是一种理想的修饰、改造生物遗传物质的方法。
这项技术的诞生可以说是分子生物学技术上继转基因技术后的又一革命。
尤其是条件性、诱导性基因打靶系统的建立,使得对基因靶位时间和空间上的操作更加明确、效果更加精确、可靠,它的发展将为发育生物学、分子遗传学、免疫学及医学等学科提供了一个全新的、强有力的研究、治疗手段,具有广泛的应用前景和商业价值。
现在基因敲除技术主要应用于动物模型的建立,而最成熟的实验动物是鼠,对于大型哺乳动物的基因敲除模型还处于探索阶段。
2000年初的敲除了决定表面抗原的猪的模型的成功建立更是为异种器官移植排除了一道重要的障碍,展示了基因敲除技术的美好前景。
基本步骤利用基因打靶技术产生转基因动物的程序一般为:a.ES细胞的获得:现在基因敲除一般应用于鼠,而最常用的鼠的种系是129及其杂合体,因为这类小鼠具有自发突变形成畸胎瘤和畸胎肉瘤的倾向,是基因敲除的理想实验动物。
而其他遗传背景的胚胎干细胞系逐渐被发展应用,最近来自于C57BL/6×CBN/JNCrj F1小鼠的胚胎干细胞系成功地用于基因敲除。
c57BL/6小鼠种系等已经广泛的应用于免疫学领域,并以此为背景建立了许多成功的转基因模型。
[5,9,11]b.基因载体的构建:把目的基因和与细胞内靶基因特异片段同源的DNA分子都重组到带有标记基因(如neo基因,TK基因等)的载体上,此重组载体即为打靶载体。
因基因打靶的目的不同,此载体有不同的设计方法,可分为替换性载体和插入型载体[6,7]。
如为了把某一外源基因引入染色体DNA的某一位点上,这种情况下应设计的插入型载体要包括外源基因(即目的基因)、同源基因片段及标记基因等部分。
如为了使某一基因失去其生理功能,这时所要设计的替换型打靶载体,应包括含有此靶基因的启动子及第一外显子的DNA片段及标记基因等诸成分。
c.将基因打靶载体通过一定的方式(常用电穿孔法)导入同源的胚胎干细胞(ES cell)中,使外源DNA与胚胎干细胞基因组中相应部分发生同源重组,将打靶载体中的DNA序列整合到内源基因组中从而得以表达[7,8]。
一般地,显微注射命中率较高,但技术难度较大,电穿孔命中率比显微注射低,但便于使用。
d.用选择性培养基筛选已击中的细胞:一般地,筛选使用正、负选择法,比如用G418筛选所有能表达neo基因的细胞,然后用Ganciclovir淘汰所有HSV-TK正常表达的细胞,剩下的细胞为命中的细胞。
将筛选出来的靶细胞导入鼠的囊胚中,再将此囊胚植人假孕母鼠体内,使其发育成嵌合体小鼠。
e.通过观察嵌和体小鼠的生物学形状的变化进而了解目的基因变化前后对小鼠的生物学形状的改变,达到研究目的基因的目的。
[5,9]基因打靶技术的新进展a.条件性打靶条件性基因打靶(conditional gene targeting)可定义为将某个基因的修饰限制于小鼠某些特定类型的细胞或发育的某一特定阶段的一种特殊的基因打靶方法[5]。
它实际上是在常规的基因打靶的基础上,利用重组酶介导的位点特异性重组技术,在对小鼠基因修饰的时空范围上设置一个可调控的“按钮”,从而使对小鼠基因组的修饰的范围和时间处于一种可控状态。
利用Cre/LoxP和来自酵母的FLP—frt系统可以研究特定组织器官或特定细胞中靶基因灭活所导致的表型[10]。
通过常规基因打靶在基因组的靶位点上装上两个同向排列的1oxP,并以此两侧装接上loxP的(“loxP floxed”)ES细胞产生“loxPfloxed”小鼠,然后,通过将“loxP floxed”小鼠与Cre转基因鼠杂交(也可以其他方式向小鼠中引入Cre重组酶),产生靶基因发生特定方式(如特定的组织特异性)修饰的条件性突变小鼠。
在“loxP floxed”小鼠,虽然靶基因的两侧已各装上了一个loxP,但靶基因并没有发生其他的变化,故“1oxP noxed”小鼠表型仍同野生型的一样。
但当它与Cre转基因小鼠杂交时,产生的子代中将同时带有“loxP floxed”靶基因和Cre基因。
Cre基因表达产生的Cre重组酶就会介导靶基因两侧的1oxP间发生切除反应,结果将一个loxP和靶基因切除。
这样,靶基因的修饰(切除)是以Cre的表达为前提的。
Cre的表达特性决定了靶基因的修饰(切除)持性:即Cre在哪一种组织细胞中表达,靶基因的修饰(切除)就发生在哪种组织细胞;而Cre的表达水平将影响靶基因在此种组织细胞中进行修饰的效率。
所以只要控制Cre的表达特异性和表达水平就可实现对小鼠中靶基因修饰的特异性和程度[11]。
b.诱导性打靶诱导性基因打靶就是以Cre/loxp系统为基础、利用控制Cre表达的启动子的活性或所表达的Cre酶活性具有可诱导的特点,通过对诱导剂给予时间的控制或利用Cre基因定位表达系统中载体的宿主细胞特异性和将该表达系统转移到动物体内的过程在时间上的可控性、从而在1oxP动物的一定发育阶段和一定组织细胞中实现对特定基因进行遗传修饰之目的的基因打靶技术。
人们可以通过对诱导剂给予时间的预先设计的方式来对动物基因突变的时空特异性进行人为控制、以避免出现死胎或动物出生后不久即死亡的现象。
常见的几种诱导性打靶类型如下:四环素诱导型;干扰素诱导型;激素诱导型;腺病毒介导型。
其优点有:①诱导基因突变的时间可人为控制;③可避免因基因突变而致死胎的问题②在2个loxP位点之间的重组率较高;①如用病毒或配体/DNA复合物等基因转移系统来介导Cre的表达,则可省去建立携带Cre的转基因动物的过程。
如果在Cre—ERT和Ad—Cre表达系统中采用组织细胞特异的启动子来控制Cre的表达,其诱导的基因重组的组织细胞特异性还可进一步提高[12]。
c.基因捕获技术用常规方法进行基因打靶研究需耗费大量的时间和人力,研究者必须针对靶位点在染色体组文库中筛选相关的染色体组克隆,绘制相应的物理图谱,构建特异性的打靶载体以及筛选中靶ES细胞等,通常一个基因剔除纯合子小鼠的获得需要一年或更长的时间。
面对人类基因组计划产生出来的巨大的功能未知的遗传信息,传统的基因敲除方法显得有些力不从心。
因此,基因捕获法应运而生,利用基因捕获可以建立一个携带随机插入突变的ES细胞库,节省大量筛选染色体组文库以及构建特异打靶载体的工作及费用,更有效和更迅速地进行小鼠染色体组的功能分析。
典型的基因捕获载体包括一个无启动子的报道基因,通常是neo基因,neo基因插入到ES细胞染色体组中,并利用捕获基因的转录调控元件实现表达的ES克隆可以很容易地在含G418的选择培养基中筛选出来,从理论上讲,在选择培养基中存活的克隆应该100%地含有中靶基因。
中靶基因的信息可以通过筛选标记基因侧翼cDNA 或染色体组序列分析来获得[13]。
用基因捕获法在单次实验中可以获得数以百计的带有单基因剔除的ES克隆。
这些克隆可以在96孔培养板中生长、复制并用于基因型分析,大规模地保存和分析中靶ES细胞在小型的实验室中也是可行的。
此方法的缺点是只能剔除在Es细胞中表达的基因.单种的细胞类型中表达的基因数目约为I04,现在的基因捕获载体从理论上来讲应能剔除所有在ES 细胞表达的基因,因此,在ES细胞中进行基因捕获还是大有可为的。
1997年后,克隆技术接连取得重要突破,用哺乳动物体细胞可以克隆出新个体。
可以设想,在体细胞中应用基因捕获可以剔除更多在发育晚期才表达的基因,其后通过核移植技术获得带有突变基因的动物个体、这不失为一种可以弥补以上缺陷的办法。
用基因捕获法进行基因剔除的另一个缺点是无法对基因进行精细的遗传修饰,基因打靶技术在颌面外科领域的应用前景基因打靶技术的前景和展望:基因打靶技术是80年代后期发展起来的新兴的分子生物学技术,它具有定位性强、打靶后新的基因随染色体DNA稳定遗传的特点。
它是一种理想的修饰改造生物遗传物质的方法.这项新的技术无论在基础理论研究领域还是在实际应用中都有着美好而广阔的前景。
细菌的基因工程技术是本世纪分子生物学史上的一个重大突破,而基因打靶技术则是遗传工程中的另一重大飞跃。
基因打靶技术使人们有可能真正地按自己的设想去改造生物的遗传物质,且使改造后的遗传物质能稳定遗传。
一些复杂的生命现象如发育的分子机制有望通过此技术得以解答。
人们可使用此技术创造出更多有利于人类的新品种[15]。
人们可望利用这一技术解决某些遗传病的治疗问题,人们也可望通过这一技术更多更深地解决一些疾病的分子机理问题。
而对于颌面外科的发展同样具有美好的前景[16]。
对颌面发育畸形的认识和治疗带来根本性的改变发生于口腔颌面外科的遗传性疾病,比如唇、面、腭裂等的发病原因等都还有待解决,而遗传在其中扮演了什么样的角色还急待研究,随着人类基因组的全部破译,基因敲除技术对于决定颌面部发育的基因的功能研究和日后的基因治疗都具有重大的意义[14]。
对头颈部肿瘤的发生和治疗将带来新的研究和治疗手段肿瘤一直是人类迫切希望攻克的难关,而肿瘤的发病原因一直未能得到满意的解释,随着基因治疗的发展,了解和肿瘤相关的基因的功能及如何修复突变基因更是肿瘤学的研究热点,而基因打靶技术将是一把有力的利剑,为肿瘤的研究和治疗带来革命性的变化。