Knockout(基因敲除) - ES细胞囊胚显微注射

基因敲除技术gene knockoutgene knockout简介基因敲除技术是一种通过破坏特定基因来研究该基因在细胞或生物体中功能的实验方法。

这项技术在基础研究、疾病模型构建以及药物开发等领域中起着重要作用。

通过敲除特定基因，我们可以揭示该基因在生物体中的功能，对其与相关疾病的关联进行研究，并探索其在生物学过程中的作用机制。

基因敲除技术的原理基因敲除技术是通过引入特定的DNA片段使目标基因发生突变或被删除，从而破坏目标基因的功能。

常用的基因敲除技术包括CRISPR/Cas9、转座子、RNA干扰等。

CRISPR/Cas9CRISPR/Cas9是目前应用最广泛的基因敲除技术之一。

它基于细菌和古菌的天然免疫系统中的一种防御机制。

CRISPR （Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）是一种由短重复序列和变异序列组成的DNA片段。

Cas9是一种具有核酸内切活性的酶。

CRISPR/Cas9技术利用RNA导向的Cas9酶靶向识别和切割特定的DNA序列。

在细胞中引入含有目标基因的RNA分子和Cas9酶后，Cas9酶会与RNA分子结合形成复合物，通过RNA分子的导向，使Cas9酶与目标基因特异性结合，并切割目标基因的DNA序列，导致基因发生突变或敲除。

转座子转座子是一种能在基因组中移动的DNA片段。

转座子可以在基因组中发生插入、删除或重排等事件，从而导致基因的敲除和突变。

转座子技术通过引入含有转座子序列的DNA片段来实现基因敲除。

在细胞中，转座子序列会与基因组发生重组，导致目标基因的敲除或突变。

RNA干扰RNA干扰是一种通过介导靶向特定mRNA分解的机制来抑制基因表达的方法。

在RNA干扰中，特定的siRNA（small interfering RNA）或shRNA（short hairpin RNA）分子与目标mRNA相互作用，导致mRNA的降解，从而抑制特定基因的表达。

基因编辑细胞实验，看这篇就够了！相信在科研上默默努力的小伙伴一定听过或被安利过CRISPR-Cas9基因编辑技术，小编在初次了解到这个技术时，感觉它太强大了！特别是在基因功能研究中，常常会用到CRISPR-Cas9技术，例如构建基因敲除、基因定点突变和基因敲入的细胞等，方便和高效的标签已经牢牢贴在它的身上。

今天带大家一起回顾CRISPR-Cas9在细胞实验上的帮助吧！1.基因敲除基因敲除（Knock out，KO）是基因功能研究中的“减法”套路，也就是基因功能缺失的研究思路，当目的基因被敲除，基因功能丧失后，所出现的细胞表型变化我们便认为与该基因相关。

同时，这个“减法”套路可以用RNAi技术在转录水平上实现，但RNAi技术的调控原理是靶向mRNA，与CRISPR-Cas9技术的KO在效果上存在差异。

那么，下面给大家回顾一下整个敲除实验的流程和注意细节！首先，使用CRISPR-Cas9进行敲除基因有两种策略——移码敲除和片段敲除。

两种策略各有优缺点，需根据敲除细胞的类型和目的基因信息来综合选择。

设计合理有效的sgRNA是我们最终成功实现基因编辑的重要前提。

这里需要注意的是要尽可能选择切割效率高效和特异性好的sgRNA，避免影响其他基因和脱靶等情况。

获取sgRNA后，我们需要将其和Cas9转导到细胞内，常用的方法有RNP法、质粒法和慢病毒法。

三种方法都各具特点，RNP法简便、快捷和敲除效率较好；慢病毒法的敲除效率高，但存在影响其它基因和脱靶的风险；质粒法方便、简易，但效率较低。

编辑过后的混合细胞池存在各种细胞类型，可通过稀释等方法获得单克隆细胞，然后再通过PCR和测序鉴定基因型，筛选目标基因型的单克隆。

如果使用片段敲除的策略（敲除200bp以上），可通过PCR扩增敲除片段附近的区域，通过比较与野生型的电泳结果，能直观地知道敲除结果。

当然也需要对扩增的PCR产物进行测序，进一步明确基因型。

如果是移码突变策略，则需要扩增靶区域进行测序，明确基因型。

基因敲除型小鼠缩写基因敲除型小鼠（Knockout Mouse）是一种在实验室中经过基因编辑技术制造的小鼠模型。

通过敲除特定基因，科学家可以研究该基因在生物体发育、生理功能和疾病发展中的作用。

基因敲除型小鼠的出现为生命科学研究提供了重要工具，有助于我们更深入地理解基因对生命活动的影响。

在基因敲除型小鼠的制备过程中，科学家会选择目标基因，并使用基因编辑技术（如CRISPR/Cas9技术）将其敲除。

通过这种方式，小鼠的基因组中将不再包含目标基因的正常拷贝，从而使得该基因无法正常表达。

这样一来，科学家便可以观察到在缺失该基因的小鼠体内所产生的生理和行为变化。

基因敲除型小鼠的制备需要经过一系列复杂的实验操作。

首先，科学家需要设计合适的引物和合成寡核苷酸，用于引导CRISPR/Cas9系统精确剪切目标基因。

然后，利用载体将CRISPR/Cas9系统导入小鼠的受精卵中，使其在早期胚胎发育阶段就发挥作用。

经过一段时间的培养和发育，科学家便可以获得具有基因敲除突变的小鼠。

基因敲除型小鼠的制备不仅需要技术娴熟的实验操作，还需要对基因功能和细胞生物学等领域的深入理解。

科学家需要充分了解目标基因在生物体中的作用机制，以及其与其他基因的相互作用关系。

只有在对基因功能有清晰认识的基础上，才能准确选择目标基因，并制备出具有特定基因敲除突变的小鼠模型。

基因敲除型小鼠的应用范围非常广泛。

它们可以用于研究基因在发育过程中的作用，探究基因在特定组织和器官中的功能，以及揭示基因与疾病之间的关联。

通过对基因敲除型小鼠进行行为学、生理学和病理学等多方面的分析，科学家可以获取大量关于基因功能的宝贵信息。

基因敲除型小鼠是生命科学研究中的重要工具，为我们研究基因功能和疾病发展提供了有力支持。

通过制备基因敲除型小鼠模型，科学家可以更深入地了解基因的作用机制，从而为疾病的诊断和治疗提供新的思路和方法。

基因敲除型小鼠的研究将继续推动生命科学领域的发展，为人类健康做出更大的贡献。

基因敲除的方法
基因敲除是一种实验手段，通过干扰或删除某个基因来研究其对生物体的功能和表达的影响。

以下是常见的基因敲除方法：
1. RNA干扰（RNAi）：通过引入特定的双链RNA分子，可以在细胞中诱导RNA干扰复合物（RISC），使其与特定的mRNA序列结合并导致其降解或抑制翻译。

这种方法可以通过合成小分子RNA片段作为外源性RNAi分子，或者通过转染质粒表达RNAi分子来实现基因敲除。

2. 质粒介导的基因敲除：通过构建质粒载体，将基因的反义序列整合到质粒中，并将其导入到目标细胞中。

质粒中的反义序列可以与目标基因的mRNA互补配对，形成双链结构，从而抑制基因的翻译或引起mRNA降解。

3. CRISPR/Cas9系统：CRISPR（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）/Cas9
（CRISPR-associated protein 9）系统是一种常用的基因敲除技术。

它利用Cas9酶与特定的单链RNA（sgRNA）结合，形成复合物，该复合物可以与目标基因的DNA序列互补配对，并导致DNA双链断裂。

当细胞修复这些断裂时，可能会引入错误的碱基，导致基因的敲除或功能丧失。

4. 胚胎干细胞敲除：通过基因敲除技术，可以在胚胎干细胞中敲除特定的基因，从而生成敲除该基因的小鼠模型。

这种方法可以用于研究特定基因的功能和生理学过程。

这些基因敲除方法可以在体外或体内进行，并根据具体研究需求
选择最适合的方法。

基因敲除小鼠pc鉴一、技术介绍与研究进展敲除动物技术已经/ 基因、基因敲入转该技术从上世成为现代生命科学基础研究和药物研发领域不可或缺的重要技术，原核显史，经典技术如DNA纪七八十年代诞生以来，至今已有近四十年的历在小鼠模型构建方面日趋微注射、胚胎干细胞显微注射技术一直以来经久不衰，制备技术一样，逐渐从完善，并且如同剪切酶和抗体等常规分子生物学试剂的催生了数以百基础研究实验室转向商业模式，成为一项高度标准化的新兴产业，然存在一些难以计的创新药物和数以千计的优秀文章。

尽管如此，传统技术仍TALEN和费用高昂等，而ZFN克服的缺陷，如步骤繁琐、周期漫长、成功率低、等新技术的出现，或有可能将这一局面彻底改变。

二、同源重组技术原理同源重组的原理发展起来的，年代中后期基于DNA基因敲除鼠技术是上世纪80）homologous recombination1987年根据同源重组（在Capecchi和Smithies），这的外源基因的定点整合（EStargeted integration的原理，首次实现了），gene knockout（基因敲除）或gene targeting（基因打靶一技术称为利用这种ES的显微注射就可以制作出基因敲出小鼠（KO Mice: knockout mice）;由于这一工作，Capecchi和Smithies于2007年与Evans分享了诺贝尔医学奖。

同源重组（homologous recombination）定义：是指发生在姐妹染色单体（sister chromatin) 之间或同一染色体上含有同源序列的DNA分子之间或分子之内的重新组合。

在基因敲除小鼠制作过程中，需要针对目的基因两端特异性片段设计带有相同片段的重组载体，将重组载体导入到胚胎干细胞后外源的重组载体与胚胎干细胞中相同的片段会发生同源重组，如图1所示：1.基因敲除鼠制作同源重组原理示意图图制作流程三、．基因敲除鼠制作过程示意图图2. 载体设计与构建1. Knockout根据研究项目具体情况和要求把目的基因和与细胞内靶基因特异片段同源的的载体上，成为重基因等TK )基因，如片段都重组到带有标记基因DNA (neoKnockout组的载体。