文档介绍:仅供学习参考
转基因、基因敲入/敲除动物技术已经成为现代生命科学根底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的小鼠进行杂交后,可以在特定的组织或细胞中敲除该基因,而该基因在其他组织或细胞表达正常。
条件性基因敲除鼠适用范围为:〔1〕该基因有胚胎致死性;〔2〕用于研究该基因在特定的组织或细胞中的生理病理功能。
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三、基因敲入小鼠〔Knockin〕
基因敲入小鼠是通过基因打靶,把目的基因序列敲入到小鼠的相应基因位点,使用小鼠的表达调控元件指导目的基因表达。
此类基因敲入鼠一般用于药物的筛选,信号通路的研究等。
获得嵌合体及之后品系纯化详细流程:
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五、 基因敲除其他方法
一、ZFN技术制作基因敲除鼠
ZFN能够识别并结合指定的基因序列位点,并高效精确地切断。随后细胞利用天然的DNA修复过程来实现DNA的插入、删除和修改,这样研究人员就能够随心 所欲地进行基因组编辑。这在过去是无法想象的,传统的基因敲除技术依赖细胞内自然发生的同源重组,其效率只有百万分之一,而ZFN的基因敲除效率能到达 10%。利用这些技术进行小鼠基因的定点敲除和敲入,可以把时间从一年缩短到几个月。
这项技术中设计特异性的ZFN是最关键的环节,目前研究者采用计算生物学方法设计高特异性的ZFN,但ZFN的脱靶〔off target〕,也就是把不该切的地方切了的问题仍是一个挑战。也正因为这个原因,利用ZFN技术进行小鼠的基因修饰还无法完全取代传统技术。
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二、TALEN技术制作基因敲除鼠
TALEN 技术是一种崭新的分子生物学工具。科学家发现,来自一种植物细菌的TAL蛋白的核酸结合域的氨基酸序列与其靶位点的核酸序列有恒定的对应关系。利用TAL 的序列模块,可组装成特异结合任意DNA序列的模块化蛋白,从而到达靶向操作内源性基因的目的,它克服了ZFN方法不能识别任意目标基因序列,以及识别序 列经常受上下游序列影响等问题,而具有ZFN相等或更好的灵活性,使基因操作变得更加简单方便。然而同样因为脱靶的问题,利用TALEN技术进行小鼠的基 因修饰仍然无法取代传统技术。
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六、 常见问题与解答
1. 什么是ES细胞显微注射?
答:胚胎干细胞显微注射是制作基因敲除小鼠的一个最常用的方法。主要过程是将携带目的基因的胚胎干细胞注射到小鼠的囊胚腔中获得嵌合体小鼠。所得嵌合体小 鼠的组织,将同时含有来源于囊胚的细胞和胚胎干细胞。嵌合体小鼠必须和野生型小鼠配种以决定遗传改变的生殖系能否传递,这样可能获得转基因或打靶基因〔来 源于胚胎干细胞〕稳定的生殖系传递的小鼠。一般情况下,大约能获得50%继承了目的基因的后代。
2. 嵌合体
遗传学上用以指不同遗传性状嵌合或混杂表现的个体。免疫学上的涵义那么指一个机体身上有两种或两种以上染色体组成不同的细胞系同时存在,彼此能够耐受,不产 生排斥
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反响,相互间处在嵌合状态。在基因敲除鼠中指通过向囊胚注射被外源基因转化了的胚胎干细胞,使得发育成为的个体