基因打靶

來自 孔夫子舊書網 的圖片

基因打靶是一個科技名詞。

世界三大漢語詞典分別是中國大陸的《 漢語大詞典》(共13冊，5.6萬詞條，37萬單詞)、中國台灣的《 中文大辭典 》(共10冊，5萬詞條，40萬單詞)以及日本的《 大漢和辭典 》(共13冊，4.9萬詞條，40萬單詞)。漢字是記錄漢語的文字，它已有六千年左右的歷史，是世界上最古老的文字之一。

目錄

名詞解釋

基因靶向（英語：gene targeting，又稱為基因打靶）是一種利用同源重組方法改變生物體某一內源基因的遺傳學技術。這一技術可以用於刪除某一基因、去除外顯子或導入點突變，從而可以對此基因的功能進行研究。基因打靶的效果可以是持續的，也可以是條件化的。例如，條件可以是生物體發育或整個生命過程中的一個特定時刻，或將效應限制在某一特定組織中。基因打靶的優點在於可以應用於任何基因，無需考慮其大小和轉錄活性。

2013年10月和11月分別獲得世界首例經過CRISPR/Cas9基因靶向修飾及TALENs基因靶向修飾的兩隻小猴。

「基因靶向」技術，通常被稱作基因敲除，是指對一個結構已知但功能未知的基因，從分子水平上設計實驗，將該基因去除，或用其他相近基因取代，然後從整體上觀察實驗動物，推測相應基因的功能。

技術發展

基因打靶技術是從20世紀80年代發展起來的，是建立在對同源重組不斷了解的基礎之上。首先是以酵母這種較為簡單的真核模式生物為基礎，來對相關技術進行研究。隨着外源DNA導入酵母細胞方法的建立、標記基因有效選擇的利用、同源重組轉化子篩選系統的建立、載體同源序列DNA（靶標）雙鏈斷裂提高同源重組效率的利用，使得基因打靶技術逐漸成熟起來。而對於哺乳動物細胞，由於其基因組比酵母細胞要大且複雜，基因打靶的成功率很低。因此要將基因打靶技術應用於哺乳動物，還需要新的策略。1989年，利用胚胎幹細胞，美國科學家馬里奧·卡佩奇和奧利弗·史密斯與英國科學家馬丁·埃文斯，將基因打靶技術成功地應用於小鼠；他們也因此獲得了2007年諾貝爾生理學與醫學獎。

2013年3月，雲南中科靈長類生物醫學重點實驗室、中科院昆明動物研究所、南京醫科大學、南京大學、同濟大學等多家單位合作，利用目前世界最新的基因組編輯技術CRISPR/Cas9和TALENs實現獼猴和食蟹猴兩個物種的靶向基因修飾，同年10月和11月分別獲得世界首例經過CRISPR/Cas9基因靶向修飾及TALENs基因靶向修飾的兩隻小猴。

原理方法

將外源DNA導入靶細胞後，利用基因重組，將外源DNA與靶細胞內染色體上同源DNA間進行重組，從而將外源DNA定點整合入靶細胞基因組上某一確定的位點。

對於不同的生物體，所使用的基因打靶的方法也不用。對於小鼠來說，大致的流程如下：

從小鼠胚胎上提取幹細胞；

同時，構建靶載體，靶載體中含有與靶基因同源的DNA片段；

將靶載體轉染到幹細胞中；

將篩選後獲得的含有靶載體的幹細胞進行擴增；

將含有靶載體的幹細胞注入小鼠胚胎；

胚胎髮育為嵌合體小鼠（部分器官為該改造後的幹細胞發育而成）後，通過選擇性培育（將嵌合體小鼠與正常小鼠交配，在下一代中進行篩選），獲得基因敲除小鼠（全部器官為該改造後的幹細胞發育而成）。

修改後的方法還可用於其他哺乳動物，如牛、羊、豬等。

基因打靶技術還被用於一些植物，特別是小立碗蘚的研究。