基因靶向技术的炫目光芒2007年诺贝尔生理学或医学奖解读

三位英美科学家因在胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组方面的一系列突破性发现,为"基因靶向"技术的发展奠定了基础,荣获2007年诺贝尔生理学或医学奖.基因靶向技术已广泛应用于基因功能研究,人类疾病动物模型的研制以及经济动物遗传物质的改良等方面,给现代生物学和医学研究带来了革命性的变化,并直接引发了现代生物学和医学研究各个领域中许多突破性的进展,成为后基因组时代研究基因功能最直接和最有效的方法之一.     

植物基因打靶——模式植物小立碗藓的应用

"基因打靶"是利用同源重组的基本原理定向改变目标基因,并使其活性改变或者丧失的技术,是研究基因功能最直接和最有效的方法之一,给现代生物学和医学研究带来了革命性的变化.近年来,对一种模式藓类植物--小立碗藓的深入研究,发展出了植物高效"基因打靶"的实验系统,对植物基因功能研究起到了积极推动作用.对小立碗藓基因打靶的优点、研究历史、遗传学原理及载体类型作简要介绍.     

基因打靶技术在现代生物学研究中的应用

尽管基因打靶技术的先驱者2007年才获得诺贝尔生物学或医学奖,基因打靶技术在现代生物学研究中的应用却已经有25年的时间.基因打靶技术的发明和应用革命性地改变了现代生物医学研究的面貌,催生了许多生物医学和药物研发领域的前沿研究,并直接导致了生物医学研究领域中的许多突破性进展.基因打靶技术的发明使得科学家第一次能对关于特定基因生理功能的假设进行实验验证,并通过基因打靶研究真正建立基因和疾病间的因果关系.近年来,基因打靶技术在现代生物学研究中的应用日益深入和广泛.     

基因敲除方法及其应用

基因（gene）是核酸分子中储存信息的遗传单位,是指储存有功能的蛋白质多肽链或RNA序列信息及表达这些信息所必需的全部核苷酸序列。基因敲除（Gene knockout）是指借助分子生物学、细胞生物学和动物胚胎学的方法,通过胚胎干细胞这一特殊的中间环节将小鼠的正常功能基因的编码区破坏,使特定基因失活,以研究该基因的功能;或者通过外源基因来替换宿主基因组中相应部分,以便测定它们是否具有相同的功能,或将正常基因引入宿主基因组中置换突变基因以达到靶向基因治疗的目的。基因敲除是揭示基因功能最直接的手段之一。     

CRISPR-Cas9基因编辑技术在秀丽线虫中的应用

基于细菌基因组规律成蔟的间隔短回文重复(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats)发展而来的新型基因编辑方法(CRISPR-Cas9)对生物医学研究是一场划时代的革命。它几乎可用于大多数生物体的基因编辑。秀丽线虫是一种非常经典的遗传学模式生物,CRISPR-Cas9基因编辑技术进一步加速了对其基因功能及各种生物学问题的研究。文中主要总结CRISPR-Cas9基因编辑系统在遗传学模式生物秀丽线虫中的发展和应用。     

CRISPR-dCas9在动物基因转录调控和表观遗传修饰中的研究与应用

全基因组范围内的靶向基因调控是了解基因功能、操纵细胞行为以及开展生物医学研究的关键。与传统调控基因表达的方法相比,成簇的有规则间隔的短回文重复(CRISPR)-dCas9系统高度的灵活性和可编程性以及调控多个内源性基因的能力,为调控动物基因组提供了强有力和精确的靶向方法。具有DNA结合活性的核酸酶缺陷型dCas9蛋白与具有不同调控功能的效应域融合,使CRISPR-dCas9系统成为多种RNA引导的DNA靶向平台,例如转录调控和表观遗传修饰与基因组成像等。伴随着一系列高精度与高效率的靶向调控表观基因组技术的不断开发,CRISPR-dCas9已被广泛应用于阐释基因功能及基因间相互作用、揭示表观遗传机制等方面的研究,并在全基因组筛选、细胞重编程和靶向基因治疗等方面显示出广泛的应用前景。本文综述了近年来CRISPR-dCas9系统的作用机制、dCas9介导的转录调控和表观遗传修饰的研究进展,并对已有的各种dCas9方法进行归纳总结,依次介绍有关转录激活和转录抑制及其表观遗传修饰的方法和原理,比较各方法之间的差异。在此基础上,进一步介绍了dCas9介导的转录调控和表观遗传修饰在动物细胞研究上的应用现状,以期为CRISPR-dCas9系统靶向调控表观基因组的研究与应用提供参考。     

靶向基因编辑技术在秀丽隐杆线虫中的应用

遗传突变体和转基因是生物学研究的基础,是揭示生物体内各个基因相互作用的生物学研究对象.秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)是遗传学研究的模式生物,如何有效地诱导特定基因发生突变和构建转基因线虫品系是秀丽线虫遗传学研究的两个重要方面.近些年来,靶向基因编辑技术迅速发展,使得科研人员可以在秀丽线虫中快速而高效地编辑特定基因.本文就线虫中靶向基因编辑的方法,特别是CRISPR/Cas9技术,以及目的线虫品系的筛选进行了综述.     

溶菌酶C及其生物学功能

在已知6类溶菌酶中,溶菌酶C是唯一存在于脊椎动物、原索动物和无脊椎动物中的类型,也是当前研究最广泛、最透彻的类型。该文从基因数目、基因表达、基因进化和基因功能几个方面详细介绍溶菌酶C的分子生物学研究进展,并认为未来的研究重点已经不是溶菌酶的杀菌作用,而是其消化功能和其他未知的生物学功能。     

基因捕获技术的现状及应用

随着越来越多生物基因组测序的完成,生物医学研究已进入后基因组时代。基因捕获技术由于其在克隆、发现新基因及揭示基因功能方面具有独特的优点,已成为功能基因组时代研究的有力工具,在生物医学研究各个领域的应用日趋广泛。主要对基因捕获技术的原理、分类、一般操作流程、优缺点及基因捕获在发育生物学、新基因鉴定、干细胞分化、肿瘤和生殖医学研究方面的应用作一综述,为相关研究者提供借鉴。     

白念珠菌基因功能研究的策略

白念珠菌是临床最常见的致病真菌,共有约6 100个基因,阐明其基因功能,尤其是致病性和耐药性相关基因的功能对发现抗真菌的新策略和新靶点有举足轻重的意义。白念珠菌基因功能研究的策略主要包括基因敲除和基因表达调控,近年来,白念珠菌基因功能研究的技术手段不断发展,本文就常用技术的发展进行综述,对相关技术存在的不足和发展前景也进行了分析。