基因组编辑技术与模式动物

随着高通量测序技术的发展,后基因组时代的研究重点已转移至如何阐明基因功能。以胚胎干细胞(ES)和同源重组为基础的基因打靶技术在生命科学及医学研究中做出了重要贡献,但存在打靶效率低、耗时长、有物种限制等缺点。近年来,锌指核酸酶(ZFNs)、类转录激活因子核酸酶(TALENs)及CRISPR/Cas9等新的基因组编辑技术的兴起极大地推进了基因功能研究的进展。ZFNs与TALENs包含两个结构域,识别并结合核苷酸的DNA结合域和Fok I核酸内切酶,两者的区别在其DNA识别结构域:ZFNs识别的基本单位为3个连续碱基对,TALENs则识别单个碱基。与ZFNs及TALENs不同,CRISPR/Cas9以碱基互补配对机制识别并结合DNA,该技术设计简便,在各物种中得到广泛应用。自ES细胞打靶技术至今,研究者采用基因打靶技术已获得许多疾病相关模型,这些模型在基因功能、人类疾病治疗及基因治疗等方面发挥着越来越重要的作用。将对各类基因组编辑技术的原理及应用情况进行总结,同时介绍模式动物在生命科学及医学研究中的应用情况。