微生物基因敲除技术分析
基因敲除在工业微生物育种方面的应用

基因敲除在工业微生物育种方面的应用基因敲除技术在工业微生物育种中的妙用嘿,伙计们!今天咱们来聊聊那个让人眼前一亮的玩意儿——基因敲除技术。
这玩意儿就像是给工业微生物开了个“超能力”,让它们变得更强大、更高效,简直就像科幻电影里的超级英雄一样!首先得说说什么是基因敲除技术。
简单来说,就是通过“咔嚓”一下把某个基因给“敲掉”,让它从我们的目标微生物体内消失不见。
这样一来,原本那些影响产量、品质或者成本的小麻烦就统统消失了,剩下的都是高效率、低成本的好宝贝!想象一下,如果我们的工业微生物育种工作像打怪升级一样,有了基因敲除这个“神级技能”,那效率和产量不就能嗖嗖地往上涨吗?想想看,以前咱们辛辛苦苦培育一个菌种,可能要花上几个月甚至几年的时间,还得担心会不会出现什么意外情况。
但现在,有了基因敲除技术,说不定几天、几周甚至几个月就能搞定一个菌种,是不是感觉轻松多了?再说说成本问题,以前咱们为了提高产量,可能得不断地尝试、筛选、淘汰,这个过程既费时又费力。
现在有了基因敲除技术,咱们可以一次性解决这些问题,省去了很多不必要的麻烦和浪费。
而且,由于产量和品质都得到了保证,成本自然也就降下来了。
当然啦,基因敲除技术也不是万能的。
有时候,一些特殊的环境因素或者遗传变异可能会影响它的效果。
这就需要我们不断摸索、试验,才能找到最佳的应用方案。
不过别担心,科学家们可是一直在努力研究这个问题呢!相信在不久的将来,我们一定能够克服这些困难,让基因敲除技术发挥出更大的作用!总之啊,基因敲除技术就像是给工业微生物开了个“超能力”,让我们能够更加轻松、高效地完成育种工作。
虽然它也有一些挑战需要我们去面对,但我相信只要我们不断努力、探索,总有一天会实现这个梦想的!最后再给大家提个小建议:在利用基因敲除技术进行工业微生物育种的时候,一定要注意安全性和环保性哦!毕竟这可是关系到食品安全和环境保护的大事儿呢!。
基因敲除技术的优势与劣势分析与对比评价与前景展望与预测与前瞻展望

基因敲除技术的优势与劣势分析与对比评价与前景展望与预测与前瞻展望基因敲除技术是一种目前广泛应用于生物学研究和药物开发领域的重要工具。
它通过干扰特定基因的表达,从而揭示基因功能并帮助研究人员理解疾病的发生机制。
本文将对基因敲除技术的优势、劣势进行分析与对比评价,并展望其未来的发展前景。
首先,基因敲除技术的优势之一是能够直接改变目标基因的DNA序列,从而达到完全失活的效果。
相比其他基因编辑技术,如基因编辑酶等,基因敲除技术能够高效地突变目标基因,避免了需改变具体位点的限制。
这使得基因敲除技术更加灵活、易于操作。
其次,基因敲除技术可以帮助研究人员确定基因的功能和生理作用。
通过敲除目标基因,研究人员可以观察到该基因在生物体内的影响,例如疾病模型中敲除特定基因后是否出现相应的疾病表型。
这有助于揭示基因对生物体的影响机制,是功能基因研究的重要手段。
此外,基因敲除技术还可以用于药物研发和治疗策略的发展。
通过敲除某些疾病相关基因,研究人员可以模拟和研究疾病发生机制,寻找可能的治疗靶点。
这为药物研发提供了新的思路和选择,并可以用于筛选潜在的治疗靶点和药物效果评估。
然而,基因敲除技术也存在一些劣势和挑战。
首先,基因敲除是一种非常粗糙的方法,它不能精确地敲除目标基因的所有亚型或突变,可能会导致一些并发症或不可预测的效果。
这限制了基因敲除技术在一些特定研究领域的应用。
其次,基因敲除技术在体内和体外试验中难以实现目标基因的全面敲除。
由于机体组织和胚胎发育的复杂性,以及细胞分裂和自我修复机制的存在,对于一些目标基因,完全敲除是一项挑战。
这可能会导致实验结果的不确定性,并限制了基因敲除技术在某些实际应用中的可行性。
虽然基因敲除技术具有一些劣势,但其在生物学研究和药物开发中的重要性不可忽视。
随着技术的不断发展和突破,相信基因敲除技术将会逐渐克服这些劣势并取得更好的表现。
未来,基因敲除技术有望在许多领域展现出更大的前景。
首先,基因敲除技术将在治疗疾病和发展个性化医疗方面扮演重要角色。
简述基因敲除技术

简述基因敲除技术基因敲除技术是一种常用的遗传学研究方法,旨在通过人为干预的方式,使特定基因在生物体内失去功能。
这一技术的发展为我们深入了解基因功能和生物体发育提供了重要工具。
本文将从基因敲除技术的原理、应用和局限性三个方面进行阐述。
基因敲除技术的原理是通过利用DNA重组技术,将目标基因的编码序列取代或删除,使其无法正常表达。
其基本步骤包括目标基因的筛选、构建敲除载体、载体的导入和基因敲除细胞系的筛选等。
首先,确定目标基因,并设计引物进行筛选,以确保选择的是目标基因的编码区域。
然后,将目标基因的编码区域与质粒进行连接,构建敲除载体。
接着,通过适当的方法将敲除载体导入到细胞中,并利用筛选标记(如抗生素抗性基因)进行筛选,获得敲除目标基因的细胞系。
基因敲除技术在生物学研究中具有广泛应用。
首先,通过敲除特定基因,可以揭示该基因在生物体发育和功能中的作用。
例如,通过敲除小鼠体内的特定基因,可以观察到其对小鼠胚胎发育的影响,从而了解该基因在胚胎发育过程中的功能。
其次,基因敲除技术还可以用于研究疾病的发生机制。
通过敲除与某种疾病相关的基因,可以模拟该疾病的发生过程,为研究疾病的发病机制和寻找治疗方法提供重要线索。
此外,基因敲除技术还可以用于筛选药物靶点。
通过敲除特定基因并观察其对细胞生存的影响,可以发现新的药物靶点,为药物研发提供新的思路。
然而,基因敲除技术也存在一些局限性。
首先,敲除基因可能会对生物体的正常生理过程产生不可预测的影响。
虽然敲除技术可以帮助我们了解基因的功能,但敲除某些基因可能会导致生物体的死亡或严重异常。
其次,敲除技术往往需要复杂的实验操作和长时间的培养,且成功率不高。
这对于一些研究人员来说是一个挑战。
此外,基因敲除技术只能研究单个基因的功能,无法模拟多基因相互作用和调控的复杂生物过程。
基因敲除技术是一种重要的遗传学研究方法,通过人为干预的方式使特定基因在生物体内失去功能。
它在生物学研究中具有广泛的应用,可以揭示基因的功能和生物体发育的机制,为疾病研究和药物开发提供线索。
基因敲除技术的原理和应用

基因敲除技术是一种基因编辑技术,通过这种技术,研究人员可以删除或改变特定的DNA 序列,以研究基因的功能和作用机制。
基因敲除技术的原理:
1. 基因敲除可以通过同源重组的方法实现。
具体来说,研究人员将一个含有同源序列的筛选标记基因插入到待编辑的基因的3'端,然后加入四环素抗性基因的启动子和终止序列,通过筛选标记基因的表达,选择含有同源序列的细胞,再通过同源序列的识别和同源重组将待编辑的基因删除。
2. 另一种基因敲除方法是随机突变。
研究人员将含有同源序列的筛选标记基因插入到待编辑的基因的3'端,然后加入四环素抗性基因的启动子和终止序列,通过筛选标记基因的表达,选择含有同源序列的细胞,再通过随机突变的方法产生突变体。
基因敲除技术的应用:
1. 研究基因的功能和作用机制。
通过基因敲除技术,研究人员可以删除或改变特定的DNA 序列,以研究该基因的作用和影响。
2. 疾病治疗。
基因敲除技术也可以用于治疗某些疾病,如遗传性疾病、癌症等。
3. 药物开发。
研究人员可以通过基因敲除技术来研究药物的作用机制和效果,以开发新的药物。
基因敲除在工业微生物育种方面的应用

基因敲除在工业微生物育种方面的应用基因敲除技术在工业微生物育种方面的应用随着科学技术的不断发展,基因编辑技术逐渐成为生物技术研究的重要手段。
基因敲除技术作为基因编辑技术的一种,近年来在工业微生物育种领域得到了广泛应用。
本文将从理论层面对基因敲除技术在工业微生物育种方面的应用进行详细阐述。
我们来了解一下基因敲除技术的原理。
基因敲除技术是通过移除或替换微生物细胞中的某个基因,从而实现对微生物生长、代谢等关键性状的调控。
这种技术具有操作简单、高效、可逆性强等优点,因此在工业微生物育种中具有广泛的应用前景。
在工业微生物育种中,基因敲除技术主要应用于以下几个方面:一、提高发酵效率工业发酵是微生物制药、食品加工等行业的关键环节。
通过对目标微生物的基因敲除,可以有效地提高其发酵效率。
例如,在酿酒过程中,通过对酵母菌的基因敲除,可以降低酒精的生成量,提高酒精浓度,从而提高酒的质量。
基因敲除技术还可以用于提高酶活性、改善产物纯度等方面。
二、优化微生物种群结构在工业微生物育种过程中,往往需要筛选出具有特定功能的优良菌株。
通过对这些菌株的基因敲除,可以有效地优化其种群结构,使其更加适应生产需求。
例如,在抗生素发酵过程中,通过对耐药性较强的菌株的基因敲除,可以筛选出具有更高抗性的优良菌株,从而提高抗生素产量。
三、控制微生物污染在某些生产过程中,可能会出现微生物污染的问题。
通过对可能产生污染的微生物的基因敲除,可以有效地控制污染风险。
例如,在废水处理过程中,通过对产生污泥膨胀现象的细菌的基因敲除,可以降低污泥体积,减少处理难度。
四、提高微生物耐受性在工业生产过程中,微生物往往需要面对恶劣的环境条件。
通过对这些条件敏感的微生物的基因敲除,可以提高其耐受性,使其能够在更广泛的环境中生存和繁殖。
例如,在高温环境下进行发酵时,通过对耐热性较差的菌株的基因敲除,可以提高其在高温条件下的存活率和发酵效果。
基因敲除技术在工业微生物育种领域具有广泛的应用前景。
基因敲除在工业微生物育种方面的应用

基因敲除在工业微生物育种方面的应用大家好,今天我们来聊聊一个非常有趣的话题——基因敲除在工业微生物育种方面的应用。
让我们来解释一下什么是基因敲除。
简单来说,基因敲除就是通过科学家们精心设计的方法,让某些基因“失效”,从而让微生物的表现发生变化。
这种方法在生物学研究中已经有很多年的历史了,而且现在也被广泛地应用于工业微生物育种领域。
那么,为什么要进行基因敲除呢?原因很简单,因为我们希望能够培育出更加适应工业化生产环境的微生物。
这些微生物需要具备一些特殊的性能,比如更高的产酶能力、更好的耐盐耐酸能力等等。
而通过基因敲除的方法,我们就可以有针对性地改变微生物的遗传信息,从而让它具备这些特殊的性能。
接下来,让我们来看一下基因敲除的具体操作过程吧。
科学家们会选择一些具有代表性的微生物菌株,并对它们进行深入的研究。
在这个过程中,他们会发现一些关键的基因对于微生物的性能有着决定性的影响。
于是,他们就会设计一些实验方案,试图通过敲除或激活这些基因来改变微生物的表现。
经过多次实验和验证,科学家们最终会找到一种最优的方案,用于培育出符合要求的微生物品种。
当然了,基因敲除并不是一件容易的事情。
它需要科学家们具备非常高的专业技能和丰富的经验,才能够成功地完成。
而且在整个过程中还需要严格遵守相关的法律法规和伦理规范,确保研究工作的安全和合法性。
不过话说回来,这项技术的应用也是非常广泛的。
除了在工业微生物育种领域之外,它还被广泛应用于医药、环保等领域,为人类社会的发展做出了重要贡献。
总之呢,基因敲除作为一种新兴的生物技术手段,正在逐渐改变着我们的生活。
相信在未来的日子里,它还会发挥出更加重要的作用,为我们创造更加美好的未来!。
基因敲除技术的优势与劣势分析与对比评价与前景展望与预测与前瞻展望

基因敲除技术的优势与劣势分析与对比评价与前景展望与预测与前瞻展望基因敲除技术是一种用于研究基因功能的重要工具,其通过将某个基因完全去除或无效化,可以揭示该基因在生物体中的作用和功能。
本文将对基因敲除技术的优势和劣势进行详细分析与对比评价,并展望其未来的前景与发展趋势。
首先,基因敲除技术具有以下优势:1. 深入了解基因功能:通过敲除特定基因,可以观察到该基因对生物体发育、繁殖和代谢等生理过程的影响,从而深入了解该基因的功能和作用机制。
2. 严谨的实验设计:基因敲除技术可通过对比敲除体与野生型生物的差异,排除其他干扰因素的影响,确保实验结果的可靠性和准确性。
3. 精确控制实验条件:基因敲除技术可以针对特定基因进行研究,避免了其他实验方法中存在的不确定性和复杂性,从而提高研究的效率和可靠性。
4. 促进药物研发:基因敲除技术可以用于研究某个基因与疾病的关系,从而为药物的研发提供新的靶点和方向。
尽管基因敲除技术具有诸多优势,但也存在一些劣势:1. 验证敲除效果:在进行基因敲除实验时,需要对敲除效果进行验证,以确保成功敲除目标基因。
然而,目前常用的验证方法仍然存在一定的误差和局限性。
2. 不可逆性:一旦敲除了目标基因,其功能将完全消失,无法恢复。
这在一些遗传病或复杂性状的研究中可能会带来一定的困难。
3. 基因功能的复杂性:单个基因可能在不同的生物环境和疾病状态下起到不同的作用,仅通过敲除一个基因往往难以全面了解其功能和作用机制。
与其他基因研究方法相比,基因敲除技术具有独特的优势和应用价值。
与基因敲入和基因编辑技术相比,基因敲除技术具有以下特点:1. 简单易行:相对于基因敲入和基因编辑技术,基因敲除技术更加简单易行,操作难度较低,并且不需要进行复杂的基因修复等步骤。
2. 对基因功能的研究更直观:基因敲除技术由于直接消除了特定基因的功能,因此对该基因的生理过程和功能研究更加直观清晰。
尽管基因敲除技术在基因研究领域有着广泛的应用和前景,但它仍然存在一些局限性和挑战。
基因敲除技术

1.概述: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。
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。
2.实现基因敲除的多种原理和方法:2.1.利用基因同源重组进行基因敲除基因敲除是80年代后半期应用DNA同源重组原理发展起来的。
80年代初,胚胎干细胞(ES 细胞)分离和体外培养的成功奠定了基因敲除的技术基础。
1985年,首次证实的哺乳动物细胞中同源重组的存在奠定了基因敲除的理论基础。
到1987年,Thompsson首次建立了完整的ES细胞基因敲除的小鼠模型[1]。
直到现在,运用基因同源重组进行基因敲除依然是构建基因敲除动物模型中最普遍的使用方法。
2.1.1利用同源重组构建基因敲除动物模型的基本步骤(图1):a.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,成为重组载体。
基因敲除是为了使某一基因失去其生理功能,所以一般设计为替换型载体。
b.ES 细胞的获得:现在基因敲除一般采用是胚胎干细胞,最常用的是鼠,而兔,猪,鸡等的胚胎干细胞也有使用。
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也逐渐被发展应用。
[2,3]c.同源重组:将重组载体通过一定的方式(电穿孔法或显微注射)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,将重组载体中的DNA序列整合到内源基因组中,从而得以表达。
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。
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微生物基因敲除技术分析牟福朋 20071401105山东大学生命科学学院摘要:基因敲除技术是上个世纪80年代出现的新型分子生物学实验技术。
到现在经过近30年的发展,已经出现了很多前沿技术。
微生物由于它本身特有的性质一直成为基因敲除的热点。
本文主要考察基因敲除技术的现状及其发展方向,并对基因敲除的应用提出自己的观点。
关键词:基因敲除微生物前沿进展一常规基因敲除1 常规基因敲除的步骤基因敲除的一般流程见图1。
用引物扩增目的基因之后,使用内切酶切开基因,连入有相同粘性末端的抗生素基因如四环素抗性基因或者报告基因例如lacZ等;将载体转化入目的菌内,通过筛选,筛选出含有标记基因的菌株,然后要通过PCR等进行复证。
使用双标记法可以判断发生交换的次数。
如果只发生第一次重组,则两个标记都会被插入宿主DNA中;而若发生了两次重组,则阴性标记会被丢失,细菌要么是野生型的,要么能检测到阳性标记。
图1 常规基因敲除的主要流程和机理2 常规基因敲除的成功率分析首先,DNA的同源重组频率不是很高。
况且,此处要求发生两次同源重组,这使得重组概率大大下降。
加长两端的同源序列有助于重组,但这样一来内切酶效率就得不到保证。
这一问题解决的方法,主要是进行大量的培养,实验中,往往可以得到较多的敲除子。
第二,图中可以看出,在第一次重组和第二次重组之间,由于敲出基因载体的整个插入,基因仍然有一部分是完好的(载体的一段和宿主的另一端融合而成)。
解决这一问题的方法已如前述:即引入两个标记。
3 常规基因敲除的主要缺点①速度慢,效率低。
基因敲除需要一般的基因工程方法来进行转化和表达,周期较长,在这个过程中载体是关键;②对细胞感受态要求较高。
基因敲除和普通基因工程相比,有一定的不同:因为目的基因必须采用特殊载体装载,保证转化率很关键。
对于这一点,现在可以采用基因枪法或者电转化来解决。
③基因敲除对于酵母、丝状真菌等真核微生物研究较少,主要原因是对于一般的转化方法,对于真核生物转化不容易;而且在真核生物中,表达周期要更长,因此效率要更低;真核生物基因调控的手段很复杂,即便是进行了敲除之后,由于某些原因,可能并不表现一定的形状,导致敲除失败。
二常规基因的改进方法1 基因捕获基因捕获是功能基因组学的研究方法,本来应用于表达基因的寻找。
但它本身的操作方法可以用来构建基因敲除体系。
它的主要机制如下图所示。
图2 基因捕获的机制以带有报告基因的基因捕获载体转化到细胞中。
由于这一序列本身不含有启动子,所以只有转化到有启动子的(能够表达的)DNA序列上,也就是只有转化到基因里,才能够表达报告基因。
结合cDNA文库和DNA芯片,由此便可以报告一个功能基因的位置。
如果采用大量的转化载体和大量的细菌细胞进行实验,则可以得到很多随即插入序列的不同细胞。
类似于CDNA文库那样,这一系列的细菌便可以作为一个体系。
因此,基因捕获也可以当做基因敲除文库来使用。
原核生物,例如大肠杆菌,功能基因的数量远不如真核生物多。
因此,原本用于真核生物的基因捕获在原核生物的应用就变得特别容易。
现在,已经得到了基因捕获体系的大肠杆菌文库,可以进行很多细菌分子生物学实验和分析。
2 基因捕获的优缺点基因捕获的主要优缺点是并存的,那就是它只能够敲除表达的基因(事实上是所有基因都能被敲除,但是只能够报告出表达的基因),这一方面为筛选带来了方便,另一方面又难以对深入的调控问题做研究。
3 线形转化敲除法1998年,Murphy等报道了利用λ噬菌体的线性Red同源重组系统获得高重组率。
Red 系统主要包含3种蛋白质分子,分别称为Exo、Beta和Gam,这三者是λ噬菌体中的高效重组蛋白质。
采用这样的转化体系时,宿主DNA被直接切断,转化基因直接插在切口中。
因此,这种转化效率是很高的,可以用来弥补基因敲除需要两次重组的低效率。
线性转化进行基因敲除的方法还有一个有点就是需要的同源序列很短,只有50-60bp,可以进行人工合成,繁琐的酶切和连接。
此外,尚有结合转化敲除法以及温度敏感型质粒敲除法等,转化效率和实验进行速度都比常规敲除有了很大提高,更适合于微生物场合下的基因敲除。
新兴敲除技术的出现使得微生物分子生物学研究处在了新的历史舞台上,结合微生物研究本身的特点,一定能够成为新知识、新技术的诞生地。
三特殊场合的基因敲除技术1基因条件敲除技术基因条件敲除可以研究某些基因在微生物发育的不同阶段,或者不同的生长时期的表达情况,或者在发育生物学中进行基因表达的研究。
关于这方面的技术,目前有报道的还很少,但是这种技术在研究实践中一定有很广阔的应用前景。
目前,对基因的条件敲除技术有一些报道。
他们主要应用的基因敲除体系是四环素诱导的基因敲除方法。
图3 基因敲除的四环素诱导法。
将tTA整合到宿主DNA上之后,再以基因转运的方式将原基因带回宿主内,前边加上了依赖四环素转录激活子tTA转录起始位点。
须要基因敲除时,只需要向体系中添加四环素,则tTA蛋白构象发生变化,失去启动转录的活性,被沉默的目的基因就不能表达。
于是便实现了人工控制时间的条件基因沉默。
对比原来常规的基因沉默技术来说,基因条件沉默并不是直接将原来的基因一味地破坏掉,而是相当于对基因启动子的人工开启或者关闭,相对而言,这更接近于字面意义的“沉默”。
这一沉默方法极大地方便了发育生物学和对人类疾病病理和发展进程的生物学研究。
2 基因自敲除技术和基因链锁敲除技术与条件敲除相类似,基因自敲除技术是使用细胞内部已知的产物,通过细菌自身的操纵子的作用进行的基因敲除。
这种基因敲除还可以连锁进行,可以用来研究细胞对于外界环境作出反应时都调用了哪些基因,以及一效多因的研究。
3基因定向敲除技术所谓基因定向敲除,就是在基因敲除过程中,尤其是在基因捕获的过程中,对于所要敲除的基因减少了随机性,而是在一些插入热点的地方进行基因的敲除。
这样一来,基因敲除减少了盲目性。
四 RNAi技术RNA干扰是近几年来研究的热点之一。
RNA干扰采用小的mRNA,它的序列和已知有功能的基因转录出的mRNA能形成互补双链区,导致RNA不能被核糖体识别而不能转录,所以只能被降解。
在原核生物如大肠杆菌中,基因的转录和翻译是同时进行的。
传统的基因敲除是直接将基因破坏掉了,这样不容易在同一体系中同时判断该基因的其他功能,做研究是需要很多平行试验,很费时费力。
RNAi的出现,使得在不破坏目的基因的情况下敲除目的基因变得容易。
只要知道目的基因的mRNA序列,就可以设计DNA片段,编码一个反义的RMA,将这个DNA以载体转化至宿主细胞,就可以将所要敲除的DNA从表达谱上掩盖掉。
这种敲除没有对原来的基因做出改动,因而目的基因在细胞内是完好存在的。
如果配上可以调控表达的体系,那么就可以人为调整反义基因的表达量或者是否表达,从而可以在一个体系中对目的基因进行开关。
因此,反义基因也被称作是“按钮”。
一个应用的例子是在不同菌体内基因表达环境下大肠杆菌的蛋白质组差异分析。
使用RNAi沉默了一些奢侈基因和一些持家基因,然后在沉默条件下和不沉默条件下,还有几个基因的共沉默条件下,提取了细胞的蛋白质组和mRNA组,进行了比对研究,发现了很多原先不知道的调控机理,已经几个基因之间相互作用中,起作用的其他基因的表达情况。
同样的还有采用单次性敲除的方法研究代谢途径变化的方法。
单次性敲除即为向细菌菌体中一次性添加过量某目的基因的反义mRNA的方法。
这种方法的特点在于可以瞬时将细菌中某基因的表达降低到零,这种条件下,细菌会有很多非同寻常的反应,这也是目前基因敲除和功能基因组学研究前沿的方向之一。
RNA在基因沉默的应用也不是没有缺点。
主要缺点是序列必须已知,反义DNA必须人工合成,对于较大的蛋白质来说,人工合成反义基因不容易。
其次是基因沉默的时效性和遗漏。
如果反义DNA的转录量不够,那么很容易发生遗漏。
五对基因敲除一些想法基因敲除和基因沉默的不同之处在于,基因沉默的机制在于沉默子的作用和调节。
基因敲除的目的是让目的基因的表达降为零,这可以通过多个层面来实现,也即基因表达调控的七个层面:转录、终止、转录后调控、mRNA寿命、翻译、翻译后调控、酶活性调控等。
在这里面的每一个层次其实都应该是基因敲除的考虑层次。
之前的基因沉默的目光聚集在前两个层次,而RNAi的基因沉默则主要体现在翻译层次。
其实其他的层次的敲除也应该是可行的,而且相对于常规基因敲除来说会有很多意想不到的实验结果,并且可以出现很多之前从未见过的实验技术。
因此,我认为基因敲除技术的发展,应该思路在宽一些,而不是只在几个层面上进行。
总的来说,基因敲除技术现在得到了非常广泛的应用,但是人们对它的改进和研究还是做得不够。
而且基因敲除有一个致命的硬伤,就是不得不承认很多情况下将一个基因从菌体中敲除之后,并没有引起什么变化和改变。
基因复杂的表达和调控机制仍然是一个谜,基因之间的合作关系更是难以预料,关于这一点,人们所知甚少、例如,在基因捕获的过程中,曾报道过将酵母菌40%的基因沉默掉,酵母菌仍能够正常生长;大肠杆菌的致命基因(缺失或突变之后不能在完全培养基上生长的基因)可能只有总基因组的10%左右。
基因的表达制约着人们对它真实面目的研究。
但是坚信人们有一天会解开生物界最终秘密的。
参考文献:1谢承佳,何冰芳,李霜,基因敲除技术及其在微生物代谢工程方面的应用。
生物加工过程第5卷第3期,2007年8月2 王又红基因敲除技术的应用现状与发展前景国外医学1999 26-53张勇,赵南明,刘强,人工调控基因表达。
科学通报,第44卷第24期1999年12月声明:本文大部分内容均为本人原创,并非网络抄袭。