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编号:159075
应用基因打靶技术促进功能基因组学研究
http://www.100md.com 2001年6月21日 中国医学论坛表
     基因打靶技术是近10年来在转基因技术和人工同源重组技术基础上发展起来的能够使外源基因定点整合的高新生物技术,其中人工同源重组方法使科学家们针对基因组上某一靶基因进行精确修饰(俗称基因打靶)的愿望成为可能。具体地说,就是能够使外源DNA与受体细胞基因组上的同源序列之间发生重组,并整合到预定位点上,而不累及其它基因,从而改变细胞的遗传性。

    根据重组后靶基因的特征,基因打靶大致可分为两种类型:⑴基因破坏或剔除 由于外源序列的引入或部分取代,靶基因原有结构被破坏。⑵基因置换 靶基因的全部序列为新的基因或改造后的基因所取代。

    基因打靶目前己被证明是能精确修饰基因组的最有效方法,它能对复杂的哺乳动物细胞基因组进行定点定量地修饰,从而精细改变细胞或动物整体本身的遗传结构和特征,甚至可以实现组织特异性、发育阶段特异性的基因突变。因此,作为独特的模式生物体(类似于人体内的其它各种背景因素仍然存在),基因剔除或置换小鼠模型用途广泛,尤其对于继人类基因组计划之后正在全球范围内竞相开展的功能基因组学研究具有极为重要的意义。

    ⑴建立人类疾病模型 在基因组的特定位点引入所设计的基因突变,可模拟造成人类遗传性疾病的基因结构或基因数量的异常。如在动物基因组引入病毒基因组,则可模拟病毒性疾病的发病过程。

    ⑵分析特定基因表达产物的生物学功能 通过对基因结构进行修饰,在动物发生、发育的全过程中分析基因修饰与动物表型的关系;在活体动物中研究基因的功能及其结构/功能的关系,了解不同基因之间的关系,从而揭示基因的真实功能。

    ⑶基因活动的调控机制 基因剔除小鼠能够人为地控制剔除事件发生的时空性,可用于探讨基因活动的复杂调控机制。

    ⑷建立特殊的遗传工程小鼠品系 例如通过基因置换可以得到能够直接产生人源性单克隆抗体的小鼠品系,用作医药研究与应用。

    ⑸药物筛选和新药评价体系 通过基因剔除技术可以得到特定基因缺陷的小鼠品系,用于药物有效性评价和安全性评价。

    ⑹研究环境诱变剂的作用规律 将所引入的DNA片段作为环境诱变剂作用的靶DNA,通过对它回收后进行结构分析,研究诱变剂造成DNA损伤和诱发基因突变的规律。

    目前在美国、西欧等发达国家,基因打靶己成为一种较成熟的遗传工程手段,在医学研究领域的一些一流实验室均能从事基因打靶研究。然而,国内有关研究尚处于起步阶段,尽管最早的探索者从事这一研究已有多年,但迄今罕见成功的报道。目前,我们应用普通基因剔除和条件性基因替代技术,建立了蛋白质Z基因缺失和凝血因子V Leiden(基因点突变)动物模型,用于出凝血调节机制的研究,阐明了蛋白质Z在调节凝血过程中的重要生理功能。, 百拇医药(殷正丰)