“基因敲除”技术的研究与应用

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1、■匪‘‘基因敲除’’技术的研究与应用王晓敏侯占铭(内蒙古师范大学，内蒙古呼和浩特010000)摘要：基因敲除(geneknock—out)又称基因打靶，是通sette)。基因敲除可以改变原基因组的组成，使其产生不同的过外源DNA与染色体DNA之间的同源重组．进行精确的定点生物效应，在一定程度上终止原基因的表达。在某些时候，也修饰和基因改造，具有专一性强、染色体DNA可与目的片段共会有这种情况的发生，就是用正常的基因敲除突变基因，这样同稳定遗传等特点。2o07的诺贝尔得奖项目就是用胚胎干细做有可能使原来突变的某基因转变为原始的野

2、生型。[总胞在小鼠特性基因修饰技术中的重大成就。这个重大奖项的之，基因敲除是一门精细的修饰与改造真核生物基因组的新颁发．使基因敲除这项高科技更加全面地展现在世人面前。这技术。[33基因敲除从20世纪80年代发展至今．已经经历过很多项技术从2O世．~570年代一直发展至今．对人类作出了一定的次的技术更新，从一开始最简单的完全敲除发展到现如今的贡献．但是由于技术要求比较高．因此还有很多缺点需要科学条件敲除，慢慢地向着更有难度的特定组织基因敲除、特定时家共同努去克服．使其能在各个方面为人类作出更大的贡献。间基因敲除的可调控敲除方向发

3、展。㈧完全基因敲除是指通从基因敲除技术的发展趋势来看．它的前景会越来越广阔。过同源重组法完全消除细胞或者动物个体中的靶基因活性。关键词：基因敲除胚胎干细胞同源重组而条件型基因敲除是指将某个基因的修饰限定于特定类型的细胞或个体发育特定的阶段，即通过定位重组系统实现特定2007年l0月8号。诺贝尔生物或医学奖颁发，得奖者是美时间和空间的基因敲除。国遗传学家马里奥·卡佩奇安德(MarioR．Capechiand)、奥利2．基因敲除的技术路线弗·史密塞斯(OliverSmithies)和英国遗传学家马丁·埃文斯真核生物基因敲除的技术路

4、线主要包括构建重组基因(MartinJ．Evans)。得奖项目就是他们用胚胎干细胞在小鼠特载体，用电穿孔、显微注射等方法把重组DNA导人胚胎干细性基因修饰技术中的重大成就。卡佩奇安德因为在“基因打胞中．使外源DNA与胚胎干细胞基因组中相应部分发生同源靶”的技术研究上有突破性工作而闻名世界，几乎同时史密塞重组，将重组载体中的DNA序列整合到内源基因组中并得以斯也对此技术作出了巨大的奠基性的贡献，埃文斯是世界上表达。最先从小鼠体内分离出胚胎干细胞，从而促进应用“基因敲击从动物的角度来讲．老鼠是一种广泛应用于实验及科研小鼠”技术的科

5、学家。由这一重大创举，许多科学家和未来学的模式生物．因为老鼠的基因组组成与人类基因组的组成极家这样预言：21世纪将是生命科学的世纪，在此基础上，医学为类似。与酵母不同，老鼠是多细胞生物，基因的功能常常与也将迅猛发展。1990年人类基因组计划启动，同时包括了人类生长发育有关，具有组织专一性。若要观察并得知某一基因的基因图谱的绘制，随着这个伟大计划的完成，对未知基因的功表型．则需要获得老鼠的完整个体，科学家们经过多年的实验能探索和研究将成为21世纪的热点领域，一些动物模型和其与研究．终于解决了这一问题。解决方法就是利用一类特殊的他

6、模式生物将成为研究基因功能的工具。老鼠细胞．就是我们所知的胚胎于细胞(embryonicstemcell，1．基因敲除的基本原理ES细胞)。ES细胞不同于一般的老鼠细胞，它是从哺乳动物早在早期的一些生理学的研究中，科学家们为了能详细了期胚胎发育产生的内胚团(innercellmass)中分离出来的。胚解动物某一器官的某一部分的具体功能，采用器官切除的方胎干细胞本身是二倍体．而且能在体外培养，具有高度的全能法．也就是将实验动物需要研究的器官或部分切除，之后观察型。即潜在的可分化为所有类型细胞的能力，形成包括生殖细实验动物的某些生

7、理生化指标与功能的改变，从而判断这个胞在内的所有组织，并且在不同的培育条件下表现出不同的器官或部分的具体功能．指标异常和生理缺陷的具体表现就功能状态将缺失代换获得的ES细胞注射到老鼠胚细胞中，是被切除组织的功能。Ⅲ在现如今分子水平如此发达的今天，使之混合成为嵌合体，胚细胞继续发育长成的小老鼠也是嵌对于一个已知结构而功能却未知的基因，我们用类似的方法合体。然后将嵌合体的老鼠互相交配．从其子代中可获得基因进行此基因的功能研究，即将某一基因或一部分切下，然后观型纯合的缺陷个体。这些老鼠个体的每个细胞都携带失活的察被实验动植物的状态、

8、表型和其他性状的变化判断基因的基因．称其为剔除老鼠(knock—outmice)。通过观测剔除老鼠具体功能。这种最新的研究基因功能的方法就是基因敲除的表型即可获知失活基因相关功能的信息。该项技术适用于(knockout)。经典遗传学(Forwardgenetics)是从一个突