微生物基因功能的研究策略与方法

微生物基因功能的研究对于揭示微生物生命活动的规律及其在食品发酵、医药卫生、工农业生产等领域的应用机制具有重要意义。经过数十年的发展,微生物基因功能的研究方法已经从传统的同源重组技术发展到基于核酸内切酶的高效打靶技术,将微生物基因功能的研究推向了新的高度。文章就微生物基因功能的研究策略及常用方法做一综述,主要包括生物信息学方法预测、基因表达谱分析、基因敲除技术、基因敲入技术、基因沉默技术和基因编辑技术等。     

基因敲除动物的研究和应用

目的基因敲除动物是近十几年来发展起来的在个体水平上研究基因功能的一类实验动物,它以基因敲除技术和胚胎干细胞技术为基础,在生命科学研究的各个领域得到了广泛应用。最近两年发展起来的RNA干扰技术仍然不能代替它。本文综述了基因敲除动物在各医学生物领域的研究与应用、浅谈其与RNA干扰技术的比较及其发展前景。     

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。     

2007年诺贝尔生理学或医学奖背景介绍——小鼠中的基因操作

1 引言 2007年诺贝尔生理学或医学奖被授予Mario R．Capecchi、Martin J．Evans和Oliver Smithies,以表彰他们在小鼠体内利用胚胎干细胞进行基因操作这一技术的发展过程中所做的基础性工作。他们的工作使人们可在哺乳动物细胞中改造特定的基因,并产生可携带和表达这些基因的后代。这套由Capecchi、Evans和Smithies等建立的,通常被称为基因敲除的技术,使得科学家可以确定特定基因在发育、生理和病理过程中的作用。该技术使生命科学发生了革命性变化,并在医学治疗的发展过程中起重要作用。     

基因敲除技术及其在JNK-2研究中的应用

基因敲除技术,是利用同源重组的基因打靶技术,将打靶构建物与野生型的等位基因同源重组并交叉互换,经筛选得到所需的某一目的基因缺失的DNA片段,并创建出表达特异性状的动物模型.由于干细胞培养和稳定转染技术的发展,使基因敲除在JNK-2的基因功能、酶学功能研究中的作用日益受到重视.本文就该技术及其在JNK-2研究中的应用、进展及存在的问题做一综述.     

基于CRISPR-Cas9的功能基因筛选研究进展

功能性基因的筛选是探索生物进程、研究疾病发生发展和诠释基因功能的重要方法,在生物、医药、新治疗靶点筛选及肿瘤耐药等方面有广泛的应用。CRISPR-Cas9(Clustered regularly interspaced short palindromic repeat sequences/CRISPR-associated protein 9)技术作为近期热门的基因编辑工具,能够高通量地对基因组进行精准修饰,为实现功能性基因的筛选提供了简便高效的技术支持。文中对CRISPR-cas9技术应用于功能性基因筛选的方法及研究进展进行了综述。     

基因功能研究的一些新思路

2001年人类基因组计划、美国塞莱拉遗传信息公司在美国《科学》杂志和英国《自然》杂志联合宣布,他们绘制出了准确、清晰、完整的人类基因组图谱。基因组计划完成后新的难题摆在了科学家的面前,就是基因功能的研究,以及怎样提高基因功能研究的效率。转基因技术较好地继承了生理学原有的研究思路,可能成为基因与整体功能联系起来的重要研究方法之一。成为今后大规模进行基因功能研究的有效手段。     

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.     

基因剔除技术的先驱--记科学家卡佩奇(Mario Renato Capecchi)

"基因剔除"技术已经成为研究基因功能必不可少的工具,对于生命科学的研究具有重要的意义.而科学家卡佩奇对这项技术的发展做出了卓越的贡献,该文对卡佩奇的科学经历作一简要介绍,从而对他的科学贡献有一个较为全面的了解.     

基因敲除技术现状及应用

功能基因组学的研究进展使基因敲除技术显得尤为重要。基因敲除技术从载体构建到细胞的筛选到动物模型的建立各方面都得到了发展。其中Cre—LoxP系统可以有效的控制打靶的发育阶段和组织类型,实现特定基因在特定时间和（或）空间的功能研究;转座子系统易于操作,所需时间短,具有高通量的特点,可以携带多种抗性标记,方便了同时进行多基因功能研究;基因捕获技术提供了获得基因敲除小鼠的高效方法,方便了进行小鼠基因组文库的研究。此外,进退策略、双置换法、标记和交换法、重组酶介导的盒子交换法也从不同方向发展了基因敲除技术。     

基因功能研究的技术和方法

随着基因组计划的深入,越来越多的有生理意义的基因被成功克隆,对基因功能的研究显得日益重要。目前基因功能研究的主要方法有;基因转导,反义技术,核酶,基因重组,染色体转导技术等。     

转基因小鼠和基因敲除小鼠

能够把基因功能作为生物体表现来观察的改变了基因的小鼠。即使在基因组信息泛滥的今天,这也是最重要的工具之一,基本原理的研究虽然很早,但目前仍在进行改良法的开发工作。本文由基因控制株式会社的三谷匡董事予以阐述。[编者按]     

基因打靶技术:开启遗传学新纪元

基因打靶技术作为最有效的定向修饰小鼠基因的技术手段在揭示基因的生理功能、研究人类疾病的遗传机制以及寻找新的药物靶标的过程中发挥着重要的作用。近年来, 随着条件基因打靶技术的发展使基因失活可以限制在特定时段特定组织或细胞内。文章将主要介绍基因打靶技术的发展简史、近期进展以及在其他模式动物中的应用。     

综述: 大鼠胚胎干细胞遗传操作技术的研究进展

大鼠胚胎干细胞(ES)的成功建立使大鼠的遗传学操作成为可能,运用同源重组原理改造ES细胞的基因,为建立时空特异性的基因敲除大鼠模型提供了基础.本文主要回顾了大鼠ES细胞的建立过程,总结了大鼠ES的培养、鉴定技术,分析了各种大鼠基因敲除技术的优劣势和未来前景.在干细胞研究蓬勃发展的背景下,作为最有效地定向修饰基因的技术手段,基于大鼠ES细胞的基因敲除技术将在揭示基因的生理功能、研究人类疾病的遗传机制以及寻找新药物靶标的过程中发挥更加重要的作用.     

基因打靶突变小鼠与基因功能研究

ES细胞是建立基因打靶突变小鼠的必要条件 ,也可用于制备转基因动物 .基因敲除、精细突变和条件性基因打靶技术建立的基因打靶突变小鼠在人类遗传病机理研究、基因治疗和基因功能研究方面都有着重要作用 .     

基因敲除技术在微生物中的应用

随着分子生物学技术的发展,基因敲除技术越来越广泛地应用于动植物、微生物领域,成为研究生物基因功能最有力的工具之一。基因敲除技术在改造动植物、微生物基因组、研究发育生物学、鉴定新基因新功能、育种以及医疗领域都有应用价值。针对微生物方面,对实现基因敲除的各种原理方法,RecA系统同源重组法, Red系统同源重组法,基于自杀载体的同源重组法,基于温敏型质粒的同源重组法, CRISPR/Cas系统介导的基因敲除方法进行了总结,比较各自的优缺点,并提供一些成功案例以及各种方法相关的发明专利,以期对了解基因敲除技术的方法与发展提供参考。     

从表型到功能--p38α基因敲除小鼠的表型分析新进展

基因敲除技术的广泛应用,极大地推动了后基因组时代对于基因功能研究的进程.近年来,对于有丝分裂原激活的蛋白激酶家族成员之一--p38t的基因敲除小鼠的研究,在过滤"噪音",真实、清晰地揭示敲除基因的体内功能等方面极具典型意义.对于其有关表型分析最新研究进展的回顾说明:在精心设计及其表型的周密分析前提下,基因敲除技术的合理运用,对于全面阐释重要信号分子的体内功能,推动功能基因的研究进程具有极其重要的意义.     

改造老鼠基因收获诺贝尔奖——2007年诺贝尔生理学或医学奖解读

3位英美科学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。     

GPR126条件性基因敲除载体的快速构建

基因敲除小鼠模型是在动物体内研究基因功能的重要和可靠的手段之一,而构建用于同源重组的基因敲除载体是构建基因敲除小鼠模型的关键一步.条件性基因敲除技术将针对靶基因的修饰作用限制在小鼠的特定发育时期或特定类型的组织细胞中,通过加入具有位点特异性的重组系统,该修饰作用在时间和空间上均处于可调控的状态;条件性基因敲除技术既可以避免某些具有重要功能基因的敲除所带来的早期胚胎致死问题,还可用于精确分析某些多效基因在不同组织或不同发育阶段的特定功能差异.通过合理利用改良的Red重组系统,将两个LoxP位点快速准确地插入到了目标位置,实现了GPR126条件性基因敲除载体的快速构建,为后续的构建GPR126基因敲除小鼠模型、在动物体内研究基因的功能奠定了基础.     

转基因动物与基因表达调控的研究

十余年来,随着转基因技术的快速发展,基因表达调控的转基因研究已逐渐开展。本文在下列几方面介绍了转基因动物技术在基因表达调控中的应用。转基因动物可作为在体内研究外源基因表达调控的“反应器”,例如研究酶对底物作用的种属特异性。可以精确研究ＤＮＡ顺式作用序列,探讨包括改变基因表达在内的组织和阶段特异性表达,增强子、内含子和核基质附着区的调节作用以及各基因间相互作用。转基因动物可研究发育中的时、空调节（如β－珠蛋白基因和同源异形盒基因）以及基因多级调节系统。通过同源重组得到基因缺陷动物（基因敲除动物）可探讨目的基因突变所致的异常表型以研究基因功能与调控。