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。     

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。     

基因敲除小鼠技术的发展和应用——2007诺贝尔生理或医学奖介绍

人类对于自身基因功能的研究是生物学领域非常重要的一项内容.随着人类基因组计划的完成和人类基因信息的不断完善,基因功能的研究已成为近年来国际上的热点.基因敲除小鼠技术的建立和发展使得科学家们能够从分子、细胞及动物整体水平研究特定基因在生物发育、生理以及病理中的作用,对生命科学的发展具有革命性的意义,对临床疾病的认识和治疗也起到了关键的推动作用.这项技术的发明者因此获得了2007年诺贝尔生理或医学奖.     

锌指核酸内切酶:基因操作的有力工具

针对动植物进行基因靶向操作的技术,是解析基因功能、研究疾病,以及农业经济生产中一个有用的工具。至今,基因靶向操作主要是通过在胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES cell)中进行同源重组或者是体细胞核转移的方法进行,但同源重组方法由于需要ES细胞而被限制在个别物种,而核转移方法存在核去分化、效率低、成本高的缺陷。近几年,一种基于锌指核酸内切酶(zinc-finger nuclease,ZFN)基因靶向修饰的新技术被应用于包括植物、果蝇、爪蟾、斑马鱼和大鼠等不同物种的基因操作。通过胚胎注射ZFN的质粒或是mRNA可以有效地定靶并迅速地在内源基因上引起可遗传的突变。ZFN介导基因靶向敲除的可行性,使得那些无法获得ES细胞和克隆技术支持的物种的基因靶向修饰成为可能。     

当前肿瘤基因治疗中存在的主要问题及其解决途径

本文概述了当前肿瘤基因治疗研究中存在的一些主要问题,如绝大多数治疗方案中目的基因只有一个,肿瘤基因治疗缺乏靶向性,基因转移载体的效率、安全性及容量等问题。讨论了解决这些问题的主要途径,即肿瘤多基因联合治疗、直接体内途径治疗与靶向基因治疗、基因转移载体的改造。     

RET原癌基因与肿瘤相关性研究的进展现状

RET原癌基因是一种重要的癌症驱动基因,与人类多种肿瘤的发生、发展密切相关。RET相关肿瘤的发病机制包括RET基因激活性点突变与RET基因融合突变。近年来,针对致癌性RET基因融合突变开发的精准靶向药物取得了突破性进展。综述了RET原癌基因与肿瘤发生、发展相关性研究及近年来临床诊疗方面的研究进展,旨在为RET基因突变癌症患者的精准化诊疗提供参考,并通过精准高效地抑制RET基因突变,提高疾病缓解率和控制率。     

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。     

基于双碱基编辑系统的植物基因靶向随机突变技术

遗传性变异是表型多样性的基础,靶向饱和突变作物基因可以促进产生具有优异农艺性状的突变体。相较于传统诱变育种和异源物种中的定向进化方法,基于双碱基编辑系统的植物基因靶向随机突变技术可对植物内源基因产生高效突变,从而实现原位定向进化,加快植物育种及功能基因研究进程。该文介绍了使用饱和靶向内源基因突变编辑器(STEME)对植...     

骨骼肌基因靶向转移研究进展

近年来,骨骼肌靶向基因转移主要有两条途径;一是间接体外基因修饰成肌细胞后将植入骨骼肌组织;二是直接体内骨骼肌内注射,原位转染成熟的非分裂肌细胞。间接体外实验周期长,临床适用性较差,但易获得较高水平和较长期的外源性基因的体内表达;直接体内法直接简便,接近临床应用的实际情况,本文对两条途径进行的基因免疫,基因治疗及外源性基因在骨骼肌中表达的调控有关进展进行了一综述。     

当前肿瘤基因治疗中存在的主要问题及其解决途径

本文概述了当前肿瘤基因治疗研究中存在的一些主要问题,如绝大多数治疗方案中目的基因只有一个,肿瘤基因治疗缺乏靶向性,基因转移载体的效率、安全性及容量等问题。讨论了解决这些问题的主要途径,即肿瘤多基因联合治疗、直接体内途径基因治疗与靶向基因治疗、基因转移载体的改造。     

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。     

中华蜜蜂重要生物学特性相关功能基因研究进展

中华蜜蜂Apis cerana cerana Fabricisus是一种重要的经济动物,具有嗅觉敏锐,抗寒耐热,抗螨及采集能力强等特点.目前人们采用分子生物学的方法,对中华蜜蜂的基因组成、基因表达调控及基因功能分析等方面开展研究,揭示其特征行为的分子机理已成为该领域的研究热点之一.近年来,中华蜜蜂重要生物学特征功能相关基因(即蜂王浆蛋白相关基因、化学通讯相关蛋白基因和抗逆相关基因)在基因克隆、表达特性及功能研究等方面取得了重大进展.本文重点对此进行综述.     

外源基因转染细胞技术的研究进展

细胞转染技术是分析细胞内基因及基因产物功能的重要工具。它不仅是基因功能研究、基因免疫的理论和技术基础,也是研究基因表达调控、突变分析等的常规工具。同时也是体内应用的重要过程,比如基因治疗、疫苗接种、药物开发等。在过去的40年里,已开发了多种外源基因转染细胞的方法。主要包括以病毒介导的外源基因转染细胞方法和非病毒介导的细胞转染方法。其具体可细分为三类:即生物学方法、化学方法、物理方法。这些方法的提出使外源分子如DNA、RNA等导入特定细胞并表达目的基因及产生特定功能的蛋白质分子得以实现。理想的细胞转染方法应该具有较好的生物降解性、稳定性、靶向性强、有助于基因的表达并能应用于基因方面疾病的治疗。但每种方法都有自己的优势和不足,应根据具体实验的设计和目的来选择最佳细胞转染方法.     

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。     

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。     

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。     

植物功能性靶向基因标记的研究进展

随着功能基因组学的发展,分子标记技术正朝着功能性靶向基因标记的方向发展。因功能标记是根据与表型紧密相关的功能基因内部特定区域多态性基序开发而来的,所以此类标记不需要进一步的验证就可在不同的遗传背景下确定等位基因的有无。从靶向基因标记和功能标记、保守DNA和基因家族标记、转座子标记、抗性基因标记、RNA标记和靶向指纹标记几方面综述了植物功能性靶向基因标记的研究进展,旨在为分子标记的开发与应用提供理论基础。     

单链抗体靶向递送系统在RNA干扰中的应用

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是一种由干扰小RNA(small interfering RNA,siRNA)介导的转录后基因沉默.随着医学的发展,通过RNAi来抑制靶基因的表达已经成为一种强有力的研究基因功能、验证药物靶标和治疗多种疾病的方法.然而,RNAi在哺乳动物中的治疗应用却受到基因递送系统的限制,即siRNA在体内递送的靶向性.目前,各种配体,如糖基化分子、肽类、蛋白质、抗体和基因工程抗体片段对于靶向递送siRNA具有巨大的应用潜力.它们改善了基因递送系统的有效性、特异性和安全性.本文主要就单链抗体-鱼精蛋白截短体融合蛋白在 RNAi中的应用进行综述.