2007年诺贝尔生理学或医学奖
2007年诺贝尔生理学或医学奖——基因敲除研究
美国科学家奥利弗·史密斯
※ 1925年7月23日出生于英格兰的哈利 法克斯，是英国出生的美国遗传学家。
※ 高中毕业后直接进入牛津大学的贝利 尔学院学习，并于1946年获得牛津大学 生理学学士学位。
※1951年获得牛津大学生物化学博士学 位，现任职于美国北卡罗莱纳大学医学 院病理学教授。
总的来说，原发性肝癌的病因至今未能 完全阐 明，但 已证明 与以下 因素密 切相关 ： 1、病毒性肝炎：流行病学统计表明，乙 肝流行 的地区 也是肝 癌的高 发地区 ，患过 乙肝的 人比没 有患过 乙肝的 人患肝 癌的机 会要高 10倍之 多。长 期的临 床观察 中发现 ，肝炎 、肝硬 化、肝 癌是不 断迁移 演变的 三部曲 。近来 研究表 明，与 肝癌有 关的病 毒性肝 炎主要 包括 乙型肝炎（HBV）、丙型肝炎（BCV），而 其中又 以乙型 肝炎最 为常见 。 2、酒精：俗话说“饮酒伤肝”，饮酒并 不是肝 癌的直 接病因 ，但它 的作用 类似于 催化剂 ，能够 促进肝 癌的发 生和进 展。有 长期酗 酒嗜好 者容易 诱发肝 癌。这 是因为 酒精进 入人体 后，主 要在肝 脏进行 分解代 谢，酒 精对肝 细胞的 毒性使 肝细胞 对脂肪 酸的分 解和代 谢发 生障碍，引起肝内脂肪沉积而造成脂 肪肝。 饮酒越 多，脂 肪肝也 就越严 重，进 而引起 肝纤维 化、肝 硬化、 肝癌的 发生。
奥利弗史密斯的研究
• 埃文斯应用基因打靶技术发展人类疾病的 小鼠模型。他还开发了多种其它的人类遗 传疾病囊肿性纤维化小鼠模型，并利用这 些模型来研究疾病机制和测试基因疗法的 效果。
2020/1/4
马丁埃文斯的研究：
1981年，英国科学家马丁·埃文 斯时任英国卡的夫大学哺乳动物基 因学教授的，首次从老鼠胚胎中提 取出胚胎干细胞（ＥＳＣ），这一 发现为“基因敲除”小鼠的出现奠 定了直接的基础。
2007年诺贝尔生理学或医学奖简介
・诺贝尔奖工作回顾・小鼠基因修饰基本原理及其在医学研究中的应用———2007年诺贝尔生理学或医学奖及其相关工作介绍汤富磊1 冯 娟2(1北京大学精神卫生研究所,北京100083;2北京大学医学部生理学与病理生理学系,北京100083) 2007年10月8日,瑞典皇家卡罗琳医学研究院诺贝尔生理学或医学奖评审委员会宣布,美国科学家Mari o R .Capecchi 、O liver S m ithies 和英国科学家Martin J.Evans 在“涉及使用胚胎干细胞进行小鼠特定基因修饰方面的一系列突破性发现”[1]而获得2007年度诺贝尔生理学或医学奖(图1)。
图1 2007年度诺贝尔生理学或医学奖获得者Mari o R.Capecchi 1937年出生于意大利。
1967年获哈佛大学生物物理学博士学位,长期担任美国犹他大学人类遗传学和生物学教授,同时在霍华德2休斯医学研究所(Howard 2Hughes Medical I nstitute )工作。
O liver S m ithies 1925年出生于英国。
1951年获牛津大学生物化学博士学位,现在美国北卡罗来纳大学教会山分校工作。
Mari o R.Capecchi 和O li 2ver S m ithies 分别独立地发现了利用两段DNA 片段的同源重组可以对哺乳动物基因组进行可控的基因修饰。
Martin J.Evans1941年出生于英国,1963年从剑桥大学毕业后进入伦敦学院解剖与胚胎系攻读博士学位。
现在英国加的夫大学担任哺乳动物遗传学教授。
1981年,Evans 从小鼠胚胎中成功地分离出未分化的胚胎干细胞,这些细胞是生物成体所有细胞的来源。
他还建立了一系列基本技术,包括对胚胎干细胞进行细胞培养、遗传操作,以及将遗传改造过的胚胎干细胞转入代孕母鼠体内以产生经遗传操作的后代。
上述三位科学家的工作,使人们可以在哺乳动物的生殖细胞中进行特定的基因改造,并繁殖出成功表达这种新基因的后代。
2007年诺贝尔生理医学奖
三、定义
• 所谓基因打靶技术， 简单的说就是人为的 操纵基因的表达，也 就是说在基因序列上 加入或减去基因的技 术。通过对基因片断 的加加减减，达到预 期的生物形状改变的 结果。
四、应用
• ①“基因靶向”技术可允许科学家利用胚胎干细 胞，灭活或修改小鼠的特定基因，使实验鼠体内 的一些“不活跃”基因失去作用，从而发现这些 基因的实际功能，研究这些基因对健康和疾病的 影响。利用该技术，科学家在小鼠的胚胎干细胞 中引入特定基因进行修饰，将这些细胞注入小鼠 的胚胎后，从该胚胎出生的小鼠和其它小鼠繁殖 的后代将产生基因变异。科学家希望借此发现人 类一些疑难杂症在分子水平上的发病原因，并最 终找到治疗途径。
④用来提供廉价的异种移植器官。
众所周知，器官来源稀少往往是人体器官移植的 一大制约因素，而大量廉价的异种生物如猪等的 器官却不能用于人体。这是因为异源生物的基因 会产生一些能引起人体强烈免疫排斥的异源分子， 如果能将产生这些异源分子的基因消除，那么动 物的器官将能用于人体的疾病治疗，这将为患者 带来巨大的福音。再就是用于定向改造生物，培 育新型生物提供了重要的技术支持。由此可见其 潜在的巨大应用价值。
2007年诺贝尔生理医学奖 ——“基因靶向”技术的坚定基
础
一、概述
• 2007年诺贝尔奖评审委员会将诺贝尔生理 学或医学奖分别授予两名美国人马里奥·卡 佩基、奥利弗·史密斯和一名英国人马丁·埃 文斯，以表彰他们在“基因靶向”技术方 面的突出贡献。
马丁-埃文斯
• ②全世界的科学家已经利用该技术先后对 小鼠的上万个基因进行了精确研究。根据 导致人类疾病的各种基因缺陷，科学家培 育了超过500种存在不同基因变异的小鼠， 这些变异小鼠对应的人类疾病包括心血管 疾病、神经病变，糖尿病和癌症等。
近5年诺贝尔奖获得者及成就
2008年诺贝尔化学奖 下村修 Martin Chalfie 钱永健 发现并发展了绿色荧光蛋白（GFP）
2009年诺贝尔生理学与医学奖 伊丽莎白 布莱克本 卡罗尔?格雷德 杰克?;绍斯塔克 染色体端粒和染色体端粒酶的发现
2006年诺贝尔生理学或医学奖 安德鲁·法尔 克雷格·梅洛 RNA(核糖核酸)干扰机制
2006年诺贝尔化学奖 美国科学家罗杰·科恩伯格 第一个成功地将脱氧核糖核酸(DNA)的复制过程捕捉下来的科学家。
2007年诺贝尔生理学或医学奖 奥利弗·史密斯 美籍英国人 马里奥·卡佩基
美籍意大利人 马丁·埃文斯 英国人 胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组
2009年诺贝尔化学奖 万卡特拉曼-莱马克里斯南 托马斯-施泰茨 阿达-尤纳斯 核糖体结构与功能的研究
2010年诺贝尔生理医学奖 Robert G. Edwards 试管婴儿
2011年诺贝尔化学奖 达尼埃尔·谢赫特曼 以色列 发现准晶体
2011年诺贝尔医奖 布鲁斯·博伊特勒 美国人 朱尔斯·霍夫曼 法国人 拉尔夫·斯坦曼 加拿大人 发现免疫系统激活的关键原理
2007诺贝尔生理或医学奖
2007诺贝尔生理或医学奖瑞典卡罗林斯卡医学院8日宣布,将2007年诺贝尔生理学或医学奖分别授予两名美国人马里奥・卡佩基、奥利弗・史密斯和一名英国人马丁・埃文斯,以表彰他们在“基因靶向”技术方面的突出贡献。
据新华社电瑞典卡罗林斯卡医学院8日宣布,将2007年诺贝尔生理学或医学奖分别授予两名美国人马里奥・卡佩基、奥利弗・史密斯和一名英国人马丁・埃文斯。
发现基因“瞄准镜”3位科学家的获奖原因是其研究为“基因靶向”技术的发展奠定了基础。
所谓“基因靶向”技术是指利用细胞脱氧核糖核酸(DNA)可与外源性DNA同源序列发生同源重组的性质,定向改造生物某一基因的技术。
借助这一从上世纪80年代发展起来的技术,人们得以按照预先设计的方式对生物遗传信息进行精细改造。
打个比方说,精准是对狙击手的根本要求,而瞄准镜是狙击手的最好帮手。
在现代医学领域,如果把科学家比作搜索致病基因的狙击手,那么“基因靶向”技术就是他们的瞄准镜。
有了“基因靶向”这一具高精度瞄准镜,科学家就可以精确瞄准任何一个基因,使其失去活性,进而研究该特定基因的功能。
诺贝尔生理学或医学奖评委比约恩在接受记者采访时说:“三位科学家的突破性成果在医学界和生理学界均有着非常重要的意义。
由于老鼠有着和人类非常类似的基因,从生理学角度看,通过对小鼠体内不同基因的功能进行了解,可以进而指导对人类的基因研究。
从医学角度看,通过了解基因与疾病的关系,人类可以开发出更为有效的治疗手段及药物。
”“这一定是真的”3位科学家得知获奖后都表示非常兴奋,但反应并不完全相同。
在接受媒体采访时,卡佩基说,诺贝尔奖评审委员会打电话时,是(美国当地时间)凌晨3点,自己睡意正浓。
他说:“打电话那个人非常严肃,因此我的第一反应是,这一定是真的。
”史密斯对获奖“非常满意”。
他表示,进行基因研究20多年后,相当高兴能“在这一水平上(诺贝尔奖)得到认可”。
埃文斯说,这是自己“职业生涯的最高荣誉”。
知道获奖消息后,他打算改变周一的原定计划,好好庆祝一下。
2007诺贝尔生理学医
制作: 彭 扬 马吉博 姚崧源
关于基因敲除
英国人马丁· 埃文斯、美 国人马里奥· 卡佩基和奥 利弗· 史密斯（从左至 右），因为他们在改造 活体内特定基因的“基 因靶向”技术等方面做 出的奠基性贡献共同获 得2007诺贝尔生理学医 学奖。
2007诺贝尔生理学医学奖获得者
②.疾病的分子机理研究和疾病的基因治疗。通过基因敲除技术可以确定特定基因的性质以及研究它对机 体的影响。这无论是对了解疾病的根源或者是寻找基因治疗的靶目标都有重大的意义。 ③.提供廉价的异种移植器官。众所周知，器官来源稀少往往是人体器官移植的一大制约因素，而大量廉 价的异种生物如猪等的器官却不能用于人体。这是因为异源生物的基因会产生一些能引起人体强烈免疫排 斥的异源分子，如果能将产生这些异源分子的基因敲除，那么动物的器官将能用于人体的疾病治疗，这将 为患者带来具大的福音。如：PPL Therapeutics 公司于1999 年已成功地在猪的体细胞中用基因敲除技术 敲除了α－1，3GT 基因。使每只猪都缺乏产生a１－３半乳糖基转移酶的基因的２个拷贝。这些酶在细胞 表面产生一种糖分子，人体的免疫系统可以立即辨认出这种糖分子为异源性，从而引发超急性免疫排斥反 应。在缺乏这种酶的情况下，超急性排斥反应即不会再发生。 ④. 免疫学中的应用。同异源器官移植相似，异源的抗体用于人体时或多或少会有一定的免疫排斥，使得 人用抗体类药物的生产和应用受阻。而如果将动物免疫分子基因敲除，换以人的相应基因，那么将产生人 的抗体，从而解决人源抗体的生产问题。
基因敲除的现有方式
• 1 利用基因同源重组进行基因敲除
利用同源重组构建基因敲除动物模本 条件性基因敲除法 诱导性基因敲除法
• 2 利用随机插入突变进行基因敲除
2007年诺贝尔生理学或医学奖解读
卡佩奇 １９ 年入选美 国国家科学院 ，０ ２年成为 ９１ ２０ 欧洲科 学院院士 ， 还 获得 了众多荣 誉和 奖项 。卡 佩 他 奇在哈佛时就是一 位成果 丰富 的研 究者 ， 他发现 了导 致蛋 白合成的分 子机 制 。当他于 １７ ９ ３年在 犹他 大学 建立 实验室时 ， 便试 图将分 子基 因学 引入 到对 动物 细 胞 的研 究 ， 以便 获悉 如 何 掌 控 这 些 细 胞 里 的 基 因。 １７ ９ ７年开始 ， 卡佩奇 开展一 系列 实验室研 究。在这 些 研究 中 ， 逐步创建 了对动物 细胞进 行“ 因靶 向” 基 的技
术 。利 用 这 种 技 术 ， １８ 于 ９９年 成 功 地 对 一 只小 鼠进 行
来持续 而深远 的影 响 ， 并且不 断造福人类 。
早在 ２ ０世纪 ９ ０年代 ， 一技 术就 已经在诺 贝 尔 这 生理学奖或 医学奖的“ 名单” 大 中。实 际上 ， 在业 内 这
也 已经 成为 共 识 ， “ 因靶 向 ” 术 获 奖 只是 时 间 问 即 基 技
个月 以前 ， 就有学 生和 同事筹 划 着祝寿 ， 他不 同意 ， 但 理 由是那样会 让人 觉得 他要退 休 了 ， 而他 至少要 干到
７ ９岁 。
现引领人们掌握 了一个无 比强 大的研究 武 器 ： 鼠 的 小 “ 基因靶 向” 技术 。在 “ 因靶 向” 基 技术 的帮助下 ， 学 科 家可以使小鼠体 内的特定 基因丧 失功 能 ， 这可 以为 阐 明人类疾病 的发生机理发挥 至关重要 的作用 。从长 远 看 ，基 因靶 向” 术对人类 在理解基 因功 能方面将 带 “ 技
国纳 粹 的统 治 而 被 捕 ， 为 一 名 政 治 犯 。母 亲 在 １４ 成 ９１
历届诺贝尔生理学或医学奖得主及其成就
时间奖项获奖者1901生理学或医学贝林[德]（Emil Adolf von Behring）1902生理学或医学罗斯[英]（Ronald Ross）1903生理学或医学芬森[丹麦]（Niels Ryberg Finsen）1904生理学或医学巴普洛夫[俄]（Ivan PetrovichPavlov）1905生理学或医学郭霍[德]（Robert Koch）高尔基[意]（Camillo Golgi）卡哈尔[西]（Santiago Ramòn yCajal）1907生理学或医学拉韦朗[法]（Charles Louis Alphonse Laveran）1906生理学或医学梅涅尼科夫[法]（Ilya IlyichMechnikov）埃尔利希[德]（Paul Ehrlich）1909生理学或医学科赫尔[瑞士]（Emil Theodor Kocher）1910生理学或医学科塞尔[德]（Albrecht Kossel）1911生理学或医学古尔斯特兰德[瑞典]（AllvarGullstrand）1912生理学或医学卡雷尔[美]（Alexis Carrel）1908生理学或医学1913生理学或医学里切特[法]（Charles Robert Richet）1914生理学或医学巴拉尼[奥地利]（Robert Bárány）1915生理学或医学1916生理学或医学1917生理学或医学1918生理学或医学1919生理学或医学博尔代[比利时]（Jules Bordet）1920生理学或医学克罗[丹麦]（Schack August Steenberg Krogh）1921生理学或医学未颁奖希尔[英]（Archibald VivianHill）迈尔霍夫[德]（Otto Fritz Meyerhof）班廷[加]（Frederick Grant Banting）麦克劳德[加]（John JamesRickard Macleod）未颁奖1922生理学或医学1923生理学或医学1924生理学或医学爱因托文[荷兰]（Willem Einthoven）1925生理学或医学未颁奖1926生理学或医学菲比格[丹麦]（Johannes Andreas Grib Fibiger）1927生理学或医学贾雷格[奥地利]（Julius Wagner-Jauregg）1928生理学或医学尼克尔[突尼斯]（Charles Jules Henri Nicolle）艾克曼[荷兰]（ChristiaanEijkman）霍普金斯[英]（Sir Frederick Gowland Hopkins）1930生理学或医学兰德斯坦纳[美]（Karl Landsteiner）1931生理学或医学瓦尔堡[德]（Otto Heinrich Warburg）谢灵顿[英]（Sir Charles Scott Sherrington）艾德里安[英]（Edgar Douglas Adrin）1933生理学或医学摩尔根[美]（Thomas Hunt Morgan）惠普尔[美]（George Hoyt Whipple）米诺特[美]（George RichardsMinot）墨菲[美]（William ParryMurphy）生理学或医学1929生理学或医学19321934生理学或医学1935生理学或医学斯佩曼[德]（Hans Spemann）戴尔[英]（Sir Henry Hallett Dale）勒维[奥地利]（Otto Loewi）1937生理学或医学纳扎波尔蒂[匈牙利]（Albert von Szent-Györgyi Nagyrápolt）1938生理学或医学海门斯[比利时]（Corneille Jean François Heymans）1939生理学或医学多马克[德]（Gerhard Domagk）1940生理学或医学1941生理学或医学1942生理学或医学达姆[丹麦]（Henrik Carl Peter Dam）多伊西[美]（Edward Adelbert Doisy）厄尔兰格[美]（Joseph Erlanger）加塞[美]（Herbert SpencerGasser）生理学或医学19441936生理学或医学未颁奖1943生理学或医学（Sir Alexander Fleming）钱恩[英]（Ernst BorisChain）弗洛里[英]（Sir Howard Walter Florey）1946生理学或医学赫尔曼·穆勒[美]（Hermann JosephMuller）卡尔·科里[美]（Carl FerdinandCori）格蒂·科里[美]（Gerty TheresaCori, néeRadnitz）奥赛[阿根廷]（Bernardo AlbertoHoussay）1948生理学或医学保罗·穆勒[瑞士]（Paul Hermann Müller）赫斯[瑞士]（Walter RudolfHess）莫尼兹[葡萄牙]（Antonio Caetano de Abreu FreireEgas Moniz）1945生理学或医学1947生理学或医学1949生理学或医学（Edward Calvin Kendall）赖希施泰因[瑞士]（TadeusReichstein）亨奇[美]（Philip ShowalterHench）1951生理学或医学泰累尔[美]（Max Theiler）1952生理学或医学瓦克斯曼[美]（Selman Abraham Waksman）克雷布斯[英]（Hans Adolf Kerbs）李普曼[美]（Fritz Albert Lipmann）恩德斯[美]（John Franklin Enders）韦勒[美]（Thomas Huckle Weller）罗宾斯[美]（Frederick Chapman Robbins）1955生理学或医学特奥雷尔[瑞典]（Axel Hugo Theodor Theorell）考南德[美]（André Frédéric Cournand）福斯曼[德]（Werner Forssmann）理查兹[美]（Dickinson W.Richards）1957生理学或医学博韦[意]（Daniel Bovet）比德尔[美]（George Wells Beadle）1954生理学或医学1956生理学或医学1950生理学或医学1953生理学或医学（Edward Lawrie Tatum）莱德伯格[美]（Joshua Lederberg）奥乔亚[美]（Severo Ochoa）科恩伯格[美]（Arthur Kornberg）伯内特[澳]（Sir Frank Macfarlane Burnet）梅达瓦[英]（Peter Medawar）1961生理学或医学贝凯希[美]（Georg von Békésy）克里克[英]（Francis Harry Compton Crick）沃森[美]（James Dewey Watson）威尔金斯[英]（Maurice Hugh Frederick Wilkins）埃尔克斯[澳]（Sir John Carew Eccles）霍奇金[英]（Alan Lloyd Hodgkin）赫胥黎[英]（Andrew Fielding Huxley）布洛赫[美]（Konrad Bloch）吕南[德]（Feodor Lynen）贾克柏[法]（François Jacob）利沃夫[法]（André Lwoff）1963生理学或医学1964生理学或医学1965生理学或医学1962生理学或医学1958生理学或医学1959生理学或医学1960生理学或医学莫诺[法]（Jacques Monod）劳斯[美]（Peyton Rous)哈金斯[美]（Charles Brenton Huggins）格拉尼特[瑞典]（Ragnar Granit）哈特兰[美]（Haldan Keffer Hartline）沃尔德[美]（George Wald）霍利[美]（Robert W.Holley）科拉纳[美]（Har Gobind Khorana）尼伦伯格[美]（Marshall W.Nirenberg）德尔布吕克[美]（Max Delbrück）赫尔希[美]（Alfred D.Hershey）卢瑞亚[美]（Salvador E.Luria）卡茨[英]（Sir Bernard Katz）奥伊勒[瑞典]（Ulf von Euler）阿克塞尔罗德[美]（Julius Axelrod）1971生理学或医学苏德兰[美]（Earl W.Sutherland, Jr.）埃德尔曼[美]（Gerald M.Edelman）波特[英]（Rodney R.Porter）弗里希[德]（Karl von Frisch）洛伦茨[奥地利]（Konrad Lorenz）1973生理学或医学1970生理学或医学1972生理学或医学1968生理学或医学1969生理学或医学1966生理学或医学1967生理学或医学1965生理学或医学丁伯根[英]（NikolaasTinbergen)克劳德[比利时]（Albert Claude）迪夫[比利时]（Christian de Duve）帕拉德[美]（George E.Palade）巴尔的摩[美]（David Baltimore）杜尔贝科[英]（Renato Dulbecco）特明[美]（Howard Martin Temin）布隆伯格[美]（Baruch S.Blumberg）盖杜谢克[美]（D. 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Donnall Thomas）内尔[德]（Erwin Neher）萨克曼[德]（Bert Sakmann）费希尔[美]（Edmond H.Fischer）克雷布斯[美]（Edwin G. Krebs）罗伯茨[美]（Richard J.Roberts）夏普[美]（Phillip A.Sharp）吉尔曼[美]（Alfred G.Gilman）罗德贝尔[美]（Martin Rodbell）路易斯[美]（Edward B.Lewis）纽斯林-沃尔哈德[德]（Christiane Nüsslein-Volhard）1995生理学或医学1993生理学或医学1994生理学或医学1991生理学或医学1992生理学或医学1989生理学或医学1990生理学或医学1988生理学或医学威斯乔斯[美]（Eric F.Wieschaus）杜赫提[美]（Peter C.Doherty）辛克纳吉[瑞士]（Rolf M.Zinkernagel）1997生理学或医学布鲁希纳[美]（Stanley B.Prusiner）佛契哥特[美]（Robert F.Furchgott）路伊格纳洛[美]（Louis J.Ignarro）慕拉德[美]（Ferid Murad）1999生理学或医学布洛伯尔[美]（Günter Blobel）卡尔森[瑞典]（Arvid Carlsson）格林加德[美]（Paul Greengard）坎德尔[美]（Eric R. Kandle）哈特韦尔[美]（Leland H.Hartwell）亨特[英]（Tim Hunt）纳斯[英]（Sir Paul Nurse）布伦纳[美]（Sydney Brenner）霍维茨[美]（H. RobertHorvitz）2001生理学或医学2002生理学或医学1998生理学或医学2000生理学或医学1996生理学或医学苏尔斯顿[美]（John E.Sulston）劳特伯[美]（PaulC. Lauterbur）曼斯菲尔德[英]（Sir PeterMansfield）阿克塞尔[美]（Richard Axel）巴克[美]（Linda B.Buck）马歇尔[澳]（Barry J. Marshall）沃伦[澳]（J. Robin Warren）法尔[美]（Andrew Z. Fire）梅洛[美]（Craig C.Mello）卡佩奇[美]（Mario R. 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基因敲除技术原理 基因敲除技术方法 基因敲除技术的意义和发展
5
“基因敲除”技术原理
基因靶向的细胞基础—胚胎干细胞
胚胎干细胞(embryoniestemeells,ESC)来源于胚胎 的囊胚阶段的内细胞团，具有自我复制和多能型，能 够分化成来源于内胚层、中胚层和外胚层的各种细胞 类型，具有全能型； ESC的另一特性是当将一定数目的ESC注人囊胚期小 鼠的囊胚腔后这些细胞可以参与包括生殖腺在内的各 种组织嵌合体的形成； ESC是进行基因靶向研究不可替代的材料。
3
什叫基因敲除？
基因敲除技术是在20世纪80年代后发展 起来的一种新型的分子生物学技术，通 常意义上的基因敲除又称为基因打靶 （gene targeting），是指通过DNA同源 重组定向地将外源基因插入宿主细胞染 色体DNA，从而使特定基因在细胞内或生 物活体内失活的过程。
2015-6-28
“基因敲除”技术原理
筛选重组细胞策略的发明
Thomas和Capecchi曾指出同源重组的频率和随机整合频 率相比是 1/1000； Capecchi发明了一种用于鉴定胚胎干细胞是否包括完整 的插入靶基因的新方法——阳性-阴性选择策略；
基因敲除技术方法
合如 体图 小（ 鼠左 ） 由 嵌 合 体 得 到 基 因 敲 除 的 纯 .
source: /docs/authentication/
“基因敲除”技术原理
基因打靶的研究对象——小鼠
和人类基因组一样，小鼠基因组也编码约
个基因；
30000
据分析约99%的人类基因可以在小鼠基因组找到同 源基因，而这些基因的序列的整体同源性也在 90%以上；
2015-6-28
基因敲除技术的意义和发展
意义这项技术的产生，为疾
病动物模型建立、动物克隆、基因治疗和干细胞等 多个领域的研究提供了全新的视角和开辟了广阔的 空间.
2015-6-28
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。
发 展
RNAi（RNA interference）引起的基因敲除； 非同源末端连接（Non homologous end-joining NHEJ）； Cre/LoxP［Cyclization re-combination protein/locus of crossing-over ( X ) in P1］、ZFN (Zinc finger nucleases) 和 TALEN (Tran-scription activator-like effector nucleases) 等，都成功地在多个物种上实现了打靶 而且成为目前分子生物学领域中重要而且常用的研究手段。 CRISPR /Cas(Clustered regularly interspaced short palindromic re-peats and CRISPR associated)系统作为一 种新型的打靶技术具有许多优越性不同于传统的打靶系统，成 为现在的研究热点。
由于实验用小鼠主要来自于小家鼠的两个亚种，在 和人类共同生活的几十万年的历史中，相似的生活环境 致使两者在免疫调控和应激等生理过程方面有很多相通 之处.
“基因敲除”技术原理
同源重组原理
同源基因的重组原理在半个世纪前就已被揭示，乔舒 亚· 莱德伯格（Joshua Lederberg）由于该研究而获得 了 1958 年的诺贝尔奖。 之后的研究表明,在整个生物进 化中都贯穿着同源重组的现象。 马里奥· 卡佩奇(Mario R. Capecchi)研究首次证明哺 乳动物细胞能够和外源DNA发生同源重组,同时反向证明 哺乳动物细胞具有高效的介导同源重组的酶系统。
2015-6-28
2007诺贝尔生理学医学奖获得者
瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会宣布将2007年度诺贝尔生理学或医学奖授予 美国科学家马里奥· 卡佩奇(Mario R. Capecchi)和奥利弗· 史密斯 (OliverSmithies)、英国科学家马丁· 埃文斯(Martin J.Evans)，以表彰他们通过 应用胚胎干细胞向小鼠中引入特定基因修饰技术（通常被称为基因敲除技术） 方面所作的贡献。
2015-6-28