真核转染稳定筛选标记及原理
细胞转染技术原理及应用（瞬时转染和稳定转染）
细胞转染技术原理及应用（瞬时转染和稳定转染）常规转染技术可分为两大类，一类是瞬时转染，一类是稳定转染（永久转染）。
前者外源DNA/RNA 不整合到宿主染色体中，因此一个宿主细胞中可存在多个拷贝数，产生高水平的表达，但通常只持续几天，多用于启动子和其它调控元件的分析。
一般来说，超螺旋质粒DNA 转染效率较高，在转染后24-72 小时内（依赖于各种不同的构建）分析结果，常常用到一些报告系统如荧光蛋白，β 半乳糖苷酶等来帮助检测。
后者也称稳定转染，外源DNA 既可以整合到宿主染色体中，也可能作为一种游离体（episome）存在。
尽管线性DNA 比超螺旋DNA 转入量低但整合率高。
外源DNA 整合到染色体中概率很小，大约1/104 转染细胞能整合，通常需要通过一些选择性标记，如来氨丙基转移酶（APH；新霉素抗性基因），潮霉素B 磷酸转移酶（HPH），胸苷激酶（TK）等反复筛选，得到稳定转染的同源细胞系。
转染技术的选择对转染结果影响也很大，许多转染方法需要优化DNA 与转染试剂比例，细胞数量，培养及检测时间等。
一些传统的转染技术，如DEAE 右旋糖苷法，磷酸钙法，电穿孔法，脂质体法各有利弊，其主要原理及应用特点见下表：（各种转染方法的比较）除上述传统方法外，近年来国际上推出了一些阳离子聚合物基因转染技术，以其适用宿主范围广，操作简便对细胞毒性小，转染效率高受到研究者们的青睐。
其中树枝状聚合物（Dendrimers）和聚乙烯亚胺（Polyethylenimine，PEI）的转染性能最佳，但树枝状聚合物的结构不易于进一步改性，且其合成工艺复杂。
聚乙烯亚胺是一种具有较高的阳离子电荷密度的有机大分子，每相隔二个碳个原子，即每“第三个原子都是质子化的氨基氮原子，使得聚合物网络在任何pH 下都能充当有效的“质子海绵”(proton sponge)体。
这种聚阳离子能将各种报告基因转入各种种属细胞，其效果好于脂质聚酰胺，经进一步的改性后，其转染性能好于树枝状聚合物，而且它的细胞毒性低。
稳定转染细胞株（系）详细构建流程
稳定转染细胞株（系）详细构建流程细胞的稳定转染稳定转染的是将外源基因整合到细胞自身的基因组上，使外源基因成为细胞基因组的一部分而得以复制。
对细胞进行稳定转染最终可筛选得到稳定细胞株，稳定细胞株在重组蛋白/抗体生产、基因编辑、功能研究等方面起着重要的作用。
本文主要介绍了细胞稳定转染的原理、如何进行稳转株筛选得到高表达的细胞株，同时还介绍了细胞稳转的影响因素及稳定转染的应用。
稳定转染实验流程从实验流程的角度看，稳定转染是建立在瞬时转染的基础上的：先对哺乳动物细胞进行转染，再对得到的细胞池进行筛选最终得到稳定细胞系。
在建立稳定转染细胞系时，我们需要使用选择标记来区分瞬时转染和稳定转染，通常质粒中带有选择标记，选择标记会与目的基因共表达，由此可以筛选出阳性克隆（外源基因已稳定整合至细胞的基因组上），同时剔除未稳定整合的细胞。
最终通过有限稀释得到稳定转染的单克隆细胞株。
细胞复苏细胞复苏是将保存在液氮冰箱中的细胞株解冻并重新培养的过程，将哺乳动物细胞进行复苏用于后续的细胞转染。
细胞复苏的关键是快融，防止在解冻过程中，产生的水珠形成冰晶损伤细胞。
载体构建及细胞转染将目的基因构建至载体（载体需带有抗性），随后将构建好的质粒线性化。
接着进行细胞转染，用于转染细胞的方式有多种，包括病毒转染、脂质体转染、电转、基因枪法等，在瞬时转染与稳定转染实验流程一文中介绍了脂质体转染细胞的详细实验操作流程。
细胞池筛选转染结束后即可得到细胞池，想要得到稳定转染的单克隆细胞株需要对细胞池进行筛选：先利用抗性标记筛选稳定转染的阳性克隆，再用有限稀释法挑取单克隆株。
另外如果想要得到高表达的稳定细胞株，需要对细胞池进行压力筛选（GS筛选系统或DHFR筛选系统），最终得到表达能力高的稳转细胞株。
稳定转染实验影响因素外源基因整合几率：外源基因整合几率决定了稳转株筛选的简易程度；拷贝数：一般情况下低拷贝或者单拷贝可以降低人为因素的干扰；结合位点：不同的整合位点决定了外源片段在染色体中的稳定性，有些区域易发生重组或者丢失，从而使稳转株筛选后出现丢失的现象；整合位点转录活跃度：整合位点转录活跃度决定了稳转株中外源基因片段的表达质量；稳定转染的应用待解决的问题解决方案外源基因要整合到细胞染色体上基因敲除以及基因插入突变筛选等修饰基因组的研究细胞之间存在个体差异，同一类型细胞，不同个体细胞基因组存在差异，会对实验结果造成干扰单克隆稳转株筛选外源基因未整合到细胞会导致注射入动物体内后，外源基因片段很快丢失需要在动物体体内注射已经表达外源基因的细胞一些蛋白稳定性很强，瞬时RNA干扰作用周期短，无法去除已经表达的目的蛋白需要通过稳转株筛选，实现更好的基因干扰效果稳转株筛选很大程度上降低频繁转染或者病毒包装的成本，也很大程度上方便实验研究在某些细胞中长期研究基因的功能通过稳转株筛选，能使那些病毒载体也无法达到高转导效率的细胞高效表达外源片段获得外源片段的高效表达避免引入人为因素影响实验结果的精确性，稳转株筛选有助于筛选出拷贝数适量的细胞得到过表达的目的基因或干扰拷贝数应用场景瞬时转染表达和稳定转染表达最显著的区别就是在时间上。
最全的G418筛选稳定表达细胞系总结1
最全的G418筛选稳定表达细胞系简介G418是一种广谱抗生素，可以选择性地杀死没有正确整合的质粒DNA转染的细胞，从而筛选出具有稳定表达的细胞系。
G418筛选是基因转染中常用的一种选择方法，通过对G418敏感性的筛选来选择转化基因。
本文将G418筛选步骤和优化方案。
G418筛选步骤细胞株选取首先需要选取稳定转染所需的细胞株。
需要保证选取的细胞株生长健康、分裂正常、易于培养以及不易死亡。
常用的细胞株有293T、CHO、HEK293。
转染在开始筛选之前，需要将目的基因转染进入所选细胞株。
目前常用的转染方法有磷酸钙共沉淀法、电转染法和脂质体转染法等，需要根据实际情况选择转染方法。
初步筛选完成转染后，需要在培养基中加入G418，通常的加药浓度不超过1mg/mL，推荐浓度为400μg/mL。
在转染后24-48小时内开始进行初步筛选，通过观察细胞的生长状态以及基因表达情况来判断筛选效果。
细分筛选初步筛选后，需要将G418的浓度逐步增加，通常第二轮加药浓度是初步筛选浓度的2倍，第三轮加药浓度是第二轮的2倍。
逐渐递增药物浓度，可以让敏感的细胞死亡，生存的细胞逐渐表达目的基因，从而得到稳定的细胞株。
稳定维持筛选到稳定的细胞后，需要对细胞进行定期维护。
通常可以在培养基中加入适当的G418浓度，维持稳定表达的转染细胞。
优化方案药物浓度G418的加药浓度直接影响到细胞死亡率和筛选效果。
在进行筛选前需要先进行剂量反应实验，通过不同浓度药物的处理，检测细胞生长状态和基因表达情况。
细胞密度传统细胞密度在98%时，死亡率是最高的。
因此，为了降低G418对细胞的毒性，可以将细胞密度控制在70-80%左右。
同时，过稀的细胞密度也会影响到筛选效果，因此需要根据实际情况进行调整。
培养时间筛选时间也直接影响到G418对细胞的毒性程度和筛选效果。
不同的细胞株和实验条件下，对筛选时间的选择有所不同。
通常初步筛选时间在24-48小时，细分筛选筛选时间需要根据实际情况进行判断。
ura3筛选标记原理
任务名称：ura3筛选标记原理一、引言URA3筛选标记原理是一种常用的基因筛选技术，用于鉴定含有URA3基因的细胞。
URA3基因编码酵母细胞中的一种酶，该酶在合成尿嘧啶的过程中起关键作用。
通过对URA3基因进行标记，可以方便地筛选出带有该基因的细胞。
二、URA3筛选标记原理的基本步骤URA3筛选标记原理的实施主要包括以下几个步骤：2.1 构建URA3筛选标记载体首先需要构建一个包含URA3基因的筛选标记载体。
该载体通常由一个表达系统和一个选择系统组成。
表达系统主要包括启动子、转录终止子和相关调控因子，用于在宿主细胞中驱动URA3基因的表达。
选择系统一般是一个对URA3基因敏感的选择剂，例如尿嘧啶类似物5-氟库啶。
将URA3基因和选择系统构建到载体中，可以方便地检测和筛选带有URA3基因的细胞。
2.2 载体转化宿主细胞将构建好的URA3筛选标记载体转化到宿主细胞中。
转化可以通过多种方法实现，例如电穿孔法、化学法或瞬时转染法。
转化后的宿主细胞将获得URA3筛选标记载体，并在适当条件下表达URA3基因。
2.3 选择剂筛选将转化后的宿主细胞接种于含有选择剂的培养基中。
在这个培养条件下，只有带有URA3基因的细胞才能够生存下来，而没有URA3基因的细胞将被选择剂杀死。
因此，通过选择剂筛选，可以从转化的细胞中筛选出带有URA3基因的细胞。
三、URA3筛选标记原理的应用URA3筛选标记原理在生物学研究中有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：3.1 突变体筛选URA3筛选标记原理可以用于筛选突变体。
通过将URA3基因插入到目标基因中，再将该基因导入宿主细胞中，可以通过选择剂筛选出带有突变基因的细胞，从而研究突变基因的功能。
3.2 重组DNA构建URA3筛选标记原理也可以用于重组DNA的构建。
将目标DNA片段与URA3基因连接后，转化到宿主细胞中，利用选择剂可以筛选出含有重组DNA的细胞。
这种方法可以用于构建基因库或进行DNA片段的克隆。
什么是转染实验的原理
什么是转染实验的原理
转染实验是指将外源性的基因导入到受试细胞内,使其获得新的生物学功能的一种重要的分子生物学实验方法。
其基本原理是:1. 选取一个适当的载体载体是携带外源基因进入受试细胞的载体。
常用的有质粒、病毒载体等。
载体需要具备携带基因的能力,同时对细胞也要有一定的亲和力。
2. 构建重组载体将需转入细胞内的目的基因连接到载体上,构建成重组载体。
这需要运用一些基因工程手段,如restriction酶切割、连接酶连接等。
3. 转染载体入细胞有多种方法可以将重组载体送入受试细胞,如阳离子脂质体法、电穿孔法、病毒感染法等。
转染后,细胞会吸收载体。
4. 载体在细胞内表达载体进入细胞后,需要在细胞内正确表达,产生目的蛋白质。
需要载体具有组成可自主复制或整合入细胞基因组的能力。
5. 筛选成功的重组细胞不是所有细胞都会转染成功。
需要设计筛选标记,比如赋予细胞抗生素耐药性,然后用含抗生素的培养基进行筛选。
6. 鉴定转染结果需要用一些手段鉴定转染细胞是否获得了新功能,如PCR、Western blotting等检测新基因或蛋白的表达。
7. 分析转染的生物学效果观察转染基因对细胞生长、形态、功能等产生的影响,分析基因的生物学效应,这是转染实验的最终目的。
转染实验可以改变细胞的遗传特性,是揭示基因功能、发展基因治疗等的重要手段。
但每种细胞和基因都有特异性,需要设计针对性的转染方案,并严格验证转染效果。
cho细胞表达系统及筛选原理
cho细胞表达系统及筛选原理Cho细胞表达系统及筛选原理一、引言Cho细胞表达系统是一种常用的哺乳动物细胞表达系统，被广泛应用于重组蛋白的生产。
本文将介绍Cho细胞表达系统的原理以及其在蛋白质筛选中的应用。
二、Cho细胞表达系统的原理Cho细胞是一种中国仓鼠卵巢细胞系，具有较高的生长速度和蛋白质表达能力。
Cho细胞表达系统主要包括以下几个关键步骤。
1. 转染将目标基因导入Cho细胞中，通常使用质粒转染法或病毒载体转染法。
质粒转染法通过将目标基因插入质粒DNA中，然后利用转染试剂将质粒DNA导入细胞内。
病毒载体转染法则通过构建携带目标基因的病毒载体，将其感染到Cho细胞中。
2. 选择性筛选为了确保只有转染成功的细胞能够表达目标蛋白，通常在培养基中添加适当的选择性抗生素，如G418或葡萄糖酸钾。
只有转染成功的细胞才能抵抗抗生素的作用，存活下来。
3. 扩增和表达经过筛选的细胞将被扩增培养，以获得足够数量的细胞进行大规模蛋白质表达。
通常选择合适的培养基和培养条件，以提高细胞的生长速度和蛋白质表达水平。
4. 蛋白质纯化经过表达的目标蛋白质需要进行纯化，以去除其他杂质。
常用的纯化方法包括亲和层析、离子交换层析、凝胶过滤层析等。
通过这些方法，可以获得高纯度的目标蛋白质。
三、Cho细胞表达系统在蛋白质筛选中的应用Cho细胞表达系统在蛋白质筛选中具有以下优势。
1. 高表达水平Cho细胞具有较高的蛋白质表达能力，能够快速产生大量目标蛋白。
这对于需要大量蛋白质的研究和工业应用非常有利。
2. 真核细胞表达与原核细胞表达系统相比，Cho细胞表达系统能够实现真核细胞蛋白质表达。
这使得Cho细胞表达系统适用于需要进行正确的蛋白质翻译修饰、蛋白质折叠和组装的蛋白质研究。
3. 可选择性筛选通过添加适当的选择性抗生素，可以筛选出成功表达目标蛋白的细胞。
这样可以确保筛选后的细胞具有较高的表达水平和纯度。
4. 灵活性Cho细胞表达系统可以应用于多种类型的蛋白质，包括单链抗体、重组蛋白、酶等。
稳定细胞株筛选流程
稳定细胞株筛选流程稳定细胞株筛选是一种常用的实验方法，用于筛选出稳定表达目的基因的细胞株。
这种方法可以用于基因功能研究、药物筛选和生物制品生产等领域。
本文将介绍稳定细胞株筛选的流程。
第一步：构建表达载体稳定细胞株筛选的第一步是构建表达载体。
表达载体是一种质粒，可以将目的基因导入到细胞中。
常用的表达载体有pCDNA3.1、pEGFP-N1等。
在构建表达载体时，需要将目的基因克隆到载体中，并加入适当的启动子和选择标记。
第二步：转染细胞转染是将表达载体导入到细胞中的过程。
常用的转染方法有热激转染、电穿孔转染和化学转染等。
在转染时，需要选择适当的细胞系和转染剂，并优化转染条件，以提高转染效率。
第三步：筛选稳定细胞株转染后，需要筛选出稳定表达目的基因的细胞株。
常用的筛选方法有抗生素筛选和流式细胞术筛选等。
在抗生素筛选中，将选择标记加入到表达载体中，转染后加入相应的抗生素，只有表达目的基因的细胞才能存活下来。
在流式细胞术筛选中，将目的基因与荧光蛋白等标记融合，通过流式细胞术筛选出表达目的基因的细胞。
第四步：鉴定稳定细胞株筛选出稳定细胞株后，需要进行鉴定。
常用的鉴定方法有PCR、Western blot和免疫荧光等。
在PCR中，通过扩增目的基因的特定片段来鉴定细胞株是否表达目的基因。
在Western blot中，通过检测目的基因的蛋白质表达来鉴定细胞株。
在免疫荧光中，通过检测目的基因的荧光信号来鉴定细胞株。
稳定细胞株筛选是一种重要的实验方法，可以用于筛选出稳定表达目的基因的细胞株。
在筛选过程中，需要注意选择适当的表达载体、转染方法和筛选方法，并进行鉴定，以确保筛选出的细胞株稳定表达目的基因。
转染细胞的稳定筛选方法和实验步骤
转染细胞的稳定筛选1、药物筛选前的准备药筛前应确定药物筛选浓度,不同细胞系具有不同的药物敏感度,因此在筛选前应该用在药物浓度范围内设定浓度梯度来确定筛选稳定克隆的药物浓度。
药物浓度一般确定为能使未转染细胞在7天之内全部死亡,如G418一般需要7天，而puro一般时间很短,只需要3-4天即可。
2、药物筛选注意事项（1)药筛的时间加药时间一般为转染后48h。
但由于慢病毒表达较慢，因此利用慢病毒感染将质粒转入细胞的方法,加药时间一般为72h空白对照加药筛选时，最好设置空白对照，即未转染细胞同时加药，待空白对照中细胞全部死亡，转染组中不具有抗药性的细胞基本药杀完，但还需继续加药. (2)换液如果加药后，细胞死亡较多，需及时换液,以防死细胞释放有害物质导致具有抗药性的细胞死亡。
另外,随着细胞的代谢,抗生素的活性会降低，因此，每隔3-5天应更换一次抗生素筛选培养液。
3、克隆筛选注意事项若转染的质粒带有荧光标记，不管是以下哪种筛选克隆的方法,都应该选择带有荧光较强的细胞克隆,因为加药筛选时，可能会产生耐药性的细胞,因此最好选择带有荧光较强的细胞.若是转染的质粒不带有荧光,那么只能盲挑.不管是带有或者不带有荧光标记，都应该挑出克隆后进行验证,验证存在不成功的概率.因此,挑克隆时，应尽量多挑几个克隆，20个左右。
4、稳定克隆筛选步骤（1）有限稀释法步骤a)将药筛后的细胞（一般长满六孔板即可，若细胞生长很快药筛时可以在10cm的dish中进行）用胰酶消化下来b)对消化后的细胞悬液进行计数（如果细胞数量过大,可先稀释后计数）c)计算后,用枪头吸取约200个细胞（其中有部分为死细胞）到10ml培养液中充分混匀,剩下的大部分细胞冻存保种d)然后将以上10ml细胞悬液加到96孔板中，每孔100ul，这样有的孔就可能只有一个细胞,过程中注意不时用枪头吹打混匀细胞悬液（一个96孔板得到的克隆可能较少，可以用同样的方法做2-3个96孔板）e)待细胞贴壁后，逐孔在显微镜下观察，没有细胞或者多余一个细胞的孔划叉，只有一个细胞的孔划勾,以做好标记,如果只有一个细胞的孔数量太少，可将一个孔内有两个细胞的孔也划勾,但这样克隆就可能不纯。
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黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（XGPRT） 基因选择系统
? 遗传标记：XGPRT ? 编码产物：黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 ? 筛选药物：霉酚酸
? 作用机理：XGPRT合成GMP。
哺乳动物细胞无XGPRT酶，不能利用黄嘌呤形成黄嘌 呤磷酸（XMP），但有鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（ HGPRT）， 可催化黄嘌呤形成次黄嘌呤磷酸（IMP）。哺乳动物细胞可 通过IMP生成GMP。当用IMP脱氢酶抑制剂霉酚酸，抑制了 GMP的合成，使细胞失去合成DNA能力而死亡。
转染后的表达
1.瞬时表达 质粒转染到细胞中，一部分转运进入细胞核，
进行转录输出 mRNA进行蛋白质合成。几天内大 部分的质粒都会被降解或传代而稀释。一周以后 几乎检测不到。转染的质粒不整合到染色体上， 出现短暂的（ 24-96h）高水平表达，依赖于质粒 纯度、浓 度和转染效率。
2.稳定表达
转染的质粒 DNA整合到染色体上可以持续存 在，转染的细胞可以长期表达。
将含XGPRT基因的重组体导入真核细胞后，能表达 XGPRT酶，可在含有黄嘌呤的培养基中通过 XMP中间体补 救合成GMP，使DNA合成正常进行。加入霉酚酸后，阳性克 隆因不受霉酚酸的抑制而存活，而阴性细胞则受霉酚酸的抑 制而死亡，以此来筛选阳性细胞。
新霉素抗性基因选择系统
? 遗传标记：APH ? 编码产物：氨基糖苷磷酸转移酶 ? 筛选药物：新霉素，即G418一种氨基糖苷类抗生素，
?H：次黄嘌呤；补救合成核苷酸的原料 ?A：氨基喋呤；抑制四氢叶酸合成 ?T：胸苷；补救合成dTTP的原料 ? 作用机理：TK是核苷酸补救合成途径的一个关键 酶
二氢叶酸还原酶（DHFR）基因选择系 统
? 遗传标记：DHFR：真核细胞生物合成核苷酸的关 键酶，功能是催化二氢叶酸还原成四氢叶酸
? 编码产物：二氢叶酸还原酶（DHFR） ? 筛选药物：叶酸类似物——氨基喋呤或氨甲喋呤 ? 作用机理：dhfr —缺陷型细胞因不能合成核酸而
真核细胞稳定转染筛选标ห้องสมุดไป่ตู้ 及原理
主讲人：
LOGO
外源基因表达的三个概念
分类
转化
通过生化或 者物理方法 将目的基因 导入原核细 胞中 。
转染
通过生化或 者物理方法 将目的基因 导入真核细 胞中 。
转导
通过病毒介导
，用基因组中携 带有克隆目的片 断的病毒来感染 靶细胞。
常用的真核表达系统
?酵母表达系统 ?丝状真菌表达系统 ?昆虫表达系统 ?哺乳动物表达系统
转 染 方 法
理想的细胞转染方法，应该具有转染效率高、 细胞毒性小等特点。病毒介导的转染技术，是 目前转染效率最高、细胞毒性很低，但准备程 序复杂，对细胞类型有很强的选择性很难普及。 非病毒介导的转染技术中，以 阳离子非脂性物 质为主的混合物配方 转染效率最高。该类转染 具有广谱、细胞毒性小、性能稳定等特点，且 不受培养液中的血清和抗生素的干扰，比脂质 体介导的转染方法更方便。
?胸苷激酶基因（ tk）选择系统 ?二氢叶酸还原酶基因（ dhfr）选择系统 ?黄嘌呤-鸟嘌呤转移酶基因（ HGPRT）选择系统 ?新霉素抗性基因（ neo）选择系统 ?氯霉素乙酰转移酶基因（ cat）选择系统 ? 潮霉素抗性选择系统
细胞内DNA的合成途径
细胞的DNA 合成有主要途径和旁路途径两种方式
1. 主要途径就是利用谷氨酰胺或单磷酸脲甘酸在二 氢叶酸还原酶的催化下合成 DNA
2. 旁路途径则是利用次黄嘌呤或胸腺嘧啶在次嘌呤 鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 (HGPRT) 或胸腺嘧啶激酶 （TK ）的催化下补救合成 DNA 。
胸苷激酶基因选择系统
? 遗传标记：TK ? 编码产物：胸苷激酶 ? 筛选药物：HAT选择法
的基因一起导入到真核细胞，可在加入氯霉素的培养基中 选择阳性细胞。常用于瞬时表达研究。
潮霉素抗性选择系统
? 遗传标记 ： HPH ?编码产物：潮霉素 B磷酸转移酶 ?筛选药物：潮霉素 B ?作用机理：HPH灭活潮霉素 B
LOGO
整合的概率比较小，要获得稳定转染的细胞 株需要筛选标记共同转染，通过选择压力维持表 达稳定。需要长时间的抗性选择培养。
酵母表达系统常用的选择性标记
?营养缺陷性酵母 trp1- ，ura3- ，his3- ，leu2- ，
lys2-。 ?显性选择标记，用于野生型酵母菌
的转染。 G418 筛选。
哺乳动物细胞遗传性标记
影响80S核糖体功能核蛋白质的合成 ? 作用机理：新霉素抗性基因编码3磷酸转移酶降解
G418。适用于所有的真核细胞
氯霉素乙酰转移酶（CAT）基因选择系统
? 遗传标记：CAT，大肠杆菌Tn9转座子编码的催化氯霉素 乙酰化反应的蛋白质
? 编码产物：氯霉素乙酰转移酶 ? 筛选药物：氯霉素 ? 作用机理：真核细胞缺乏CAT，将CAT作为报告基因与目