大中型动物基因敲除技术的研究进展.pdf

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1、生理科学进展2015年第46卷第1期大中型动物基因敲除技术的研究进展木刘雪静王欢严放高明明刘国庆黄薇(北京大学医学部心血管研究所，北京100191)摘要基因敲除是20世纪8O年代末发展起来的一门新技术，2007年获得诺贝尔生理或医学奖。然而在很长一段时间内，由于胚胎干细胞(embryonicstemcell，EScel1)体外的成功培养仅限于小鼠，该技术很难在其它动物种系中完成。2008年至今随着新Es细胞基因打靶、锌指核酸酶(zincfingernucleases，ZFNs)、转录激活因子样效应物核酸酶(transcript

2、ionactivator．1ikeeffectnucleases，TALENs)和规律成簇的间隔短回文重复序~／Cas9内切酶(clustersofregularlyinterspasedshortpal—indromicrepeats／Cas9，CRISPR／Cas9)等新技术的不断涌现，使在疾病研究中更接近于人类的大中型动物基因敲除成为可能。本综述将介绍近几年来以上几种基因敲除新技术在大中型动物上的成功应用及重大意义。关键词基因敲除；ES细胞基因打靶；ZFNs；TALENs；CRISPR／Cas9；大中型动物模型中图分类号

3、R394；Q819TheDevelopmentofGeneKnockoutTechnologiesinLargeandMediumAnimalModelsLIUXue-Jing，WANGHuan，YANFang，GAOMing—Ming，LIUGuo-Qing，HUANGWei(InstituteofCar—diovascularSciencesandKeyLaboratoryofMolecularCardiovascularSciences，MinistryofEducation，Pe—kingUniversityHealt

4、hScienceCenter，Beijing100191，China)AbstractTechniqueofhomologousrecombinationbasedgenetargetingdevelopedinthelate1980sandwontheNobelPrizeinPhysiologyorMedicinein2007．However，thistechniquecouldonlyperformedinmicewhichembryonicstem(ES)cellscouldkeepinthepotentialofmul

5、tifunctioninvitro．Thereforegeneknockouttechnologywasdificulttobeappliedinotherspeciesofanimalsforalongtime．Since2008，withthedevelopmentofthenewtechnologies，suchasthenewEScellgenetargeting，zincfingernucleases(ZFNs)，transcriptionactivator—likeeffectornucleases(TALENs)

6、andclustersofregularlyin—terspacedshortpalindromicrepeats／Cas9(CRISPR／Cas9)，buildinggeneknockoutinlargeandmediumanimalsmodelswhicharesimilartohumanindiseaseresearchbecomespossible．Thisreviewdescribessomenewgeneknockouttechnologiesinlargeandmediumanimalmodelsforrecen

7、tyears．Keywordsgeneknockout；EScellgenetargeting；ZFNs；TALENs；CRISPtL／Cas9；largeandmediumanima1models基因敲除(geneknockout)是20世纪80年代发术获得诺贝尔生理或医学奖。展起来的一门新技术。应用DNA同源重组技术将上述起源于80年代末期的基因敲除技术为第灭活的基因导入小鼠胚胎干细胞(embryonicstem一代技术，属完全性基因敲除，不具备时间和区域特cells，EScells)以取代目的基因，再筛选出已靶向灭异性。

8、第二代基因敲除技术为区域和组织特异性基活的细胞，微注射到小鼠囊胚。该细胞参与胚胎发因敲除。Tsien等在1996年于《Cell}上报道了第一育形成嵌合型小鼠，再进一步传代培育可得到纯合个脑区特异性的基因敲除动物，被誉为条件性基因基因敲除小鼠。基因敲除小鼠模型的建立阐明了许多与