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小鼠模型在基因功能研究领域的应用


    

随着人类基因组计划的顺利进行,越来越多的新基因被发现,基因功能研究成为生命科学领域中的重大课题。想要研究某个基因在体内的功能,通常的做法是将基因敲入细胞或个体中,或者将基因在细胞或个体中敲除,从中观察细胞生物学行为变化或者个体表型遗传性状的变化,鉴定基因的功能。

 

基因研究中,敲除基因是研究该基因功能是最常用的套路。基因敲除又可分为完全性基因敲除和条件性基因敲除。

 

完全性基因敲除是指在小鼠目的基因的功能区域被敲除,全身所有的组织和细胞中都不表达该基因。完全性基因敲除小鼠一般用于研究靶基因或蛋白功能对全身生理或病理的影响。

 

完全性基因敲除推荐“CRISPR-AI敲除小鼠资源库”,该库包含6800品系CRISPR-AI敲除小鼠资源,涵盖90%热点基因,其中87%的品系是根据最新的研究热点研发的独有品系,周期快至7周。

 

应用案例1 陆军军医大学陈永文和吴玉章团队发表VSIG4新成果

应用案例2 结肠炎也是因为生物钟出错?

 

条件性基因敲除是通过把两个LoxP位点插入到目的基因的一个或几个重要外显子的两端以制备出floxed小鼠。该floxed小鼠在与表达Cre重组酶小鼠杂交之前,该基因表达正常;当floxed小鼠与组织特异性表达Cre酶的小鼠进行杂交后,可实现在特定的组织或细胞中敲除该基因,而在其它组织或细胞中该基因表达正常。条件性基因敲除小鼠一般用于研究胚胎致死性基因;靶基因或蛋白在特定组织或细胞中的功能;靶基因或蛋白在特定时期或阶段发挥的作用。

 

条件性基因敲除推荐TurboKnockout技术,TurboKnockout基因敲除建立在传统ES打靶技术之上,不仅具有传统ES打靶技术成熟、修饰准确、效果稳定等优点,更使得传统ES打靶技术减少两代繁育时间,且可实现各种复杂基因敲除模型的制备。

 

应用案例1 Nature子刊:骨关节炎的发展与这种蛋白相关

应用案例2 双孔钾离子通道TREK-1介导心脏功能异常

 

基因敲入是将目的基因导入细胞或个体中,使其获得新的或更高水平的表达,通过细胞或个体生物性状的变化来研究基因的功能,通常做法有点突变和基因敲入。比如在目的基因上引入点突变(模拟人类遗传疾病模型)或将报告基因(如EGFP,mRFP,mCherry,mYFP,或LacZ等)引入目的基因的特定位点,从而可以通过报告基因来跟踪目标基因的表达;也可以用报告基因取代大小鼠本身的基因,使KO/KI同时发生。

 

基因敲入小鼠推荐CRISPR-Pro技术,赛业CRISPR-Pro基因敲入小鼠采用CRISPR/Cas9基因敲入技术,通过Cas9核酸酶的切割作用和同源臂的同源重组引入特定的突变或外源基因,外源基因在特定组织及特定时间稳定表达,可用来高效构建多用途的条件性基因敲入小鼠模型。

 

应用案例1 新型慢性胰腺炎动物模型

应用案例2 CPA1突变如何引发慢性胰腺炎