基因捕获技术及其最新进展

基因捕获技术是目前最具应用前景的基因克隆方法之一。利用该技术建立的随机插入突变的突变体文库，可用于寻找、鉴定和研究大量末知功能和已知功能的活化基因，它是继自然突变、物理突变和化学突变之后发展起来的新的分子生物学方法。基因捕获载体是带有报告基因和/或选择标记基因的不完整的基因表达载体；这些载体所带的基因只有在整合到宿主功能基因内部且与融合的宿主基因编码框一致时才能得以表达。经典的基因捕获载体有：增强子捕获载体、基因捕获载体和启动子捕获载体。增强子载体只有一个最小化的启动子控制下游报告基因的表达活性。只有当启动子上游存在一个增强子时才能启动其下游基因的转录：而单独依靠这个启动了则不能转录。狭义的基因捕获载体是指插入到结构基因内部从而捕获该基因的载体，分为内含子捕获载体和外显了捕获载体。前者插入内含子，因此需要在无启动子的报告基因前面添加一个splice acceptor（SA）位点：后者插入外显子，因此不需SA位点就能产生融合蛋白mRNA。启动子捕获载体由一个无启动子的报告基因和选择标记基因组成，只有在捕状载体捕入到内源基因的外显子中，且两阅读框一致的时候才会有报告基因和被捕获的内源基因上游编码区的融合蛋白的表达。利用某些遗传元件的遗传特性也可以构建非常有用的捕获载体。常用的有：逆转录病毒介导的捕抉载体和转座子介导的捕荻载体等等。该文较为全面地概括了转座子介导的捕获载体的用途和研究现状。比如：在拟南芥中应用Ac／Ds转座子元件，存果蝇中应用P-element和piggyBac转座元件，在斑马鱼中应用T012转座了元件，在脊椎动物研究中应用Tc1/meriner转座了超家族，以及存哺乳动物和小鼠ES细胞中应用piggyBac转座子元件。还列举了设计新颖的载体优化策略，比如：发展新的选择标记基因，利用内源核糖体识别／结合位点（IRES），去掉起始密码子和加一小段接头（1inker）等方法。最后介绍了几种针特定实验目的而设计的捕获载体。附录部分还列出了关于基因捕获技术的网络资源。

Gene Trapping Techniques and Current Progress

Gene trapping technique is a powerful method for gene cloning and analysis. A lot of genes with unknown functions have been discovered and characterized with the help of randomly inserted mutation libraries developed by gene trapping techniques. In this article, the origin and background of gene trapping technology are briefly introduced, and then the principles of typical gene trap vectors, current progress and new efficient gene trapping techniques are discussed in detail. Disadvantage and prospects of various gene trapping technologies are also discussed.