一、常規基因敲除鼠(Conventional Knockout)
常規基因敲除是通過基因打靶,把需要敲除的基因的幾個重要的外顯子或者功能區域用Neo Cassette 替換掉。這樣的小鼠其全身所有的組織和細胞中都不表達該基因產物。此類基因敲除鼠一般用于研究某個基因在對小鼠全身生理病理的影響,而且這個基因沒有胚胎致死性。
二、條件性基因敲除小鼠(Conditional Knockout)
條件性基因敲除小鼠是通過基因打靶,把兩個loxP 位點放到目的基因一個或幾個重要的外顯子的兩邊。該小鼠和表達Cre酶小鼠雜交之前,其目的基因表達完全正常。當和組織特異性表達Cre酶的小鼠進行雜交后,可以在特定的組織或細胞中敲除該基因,而該基因在其他組織或細胞表達正常。
條件性基因敲除鼠適用范圍為:(1)該基因有胚胎致死性;(2)用于研究該基因在特定的組織或細胞中的生理病理功能。
三、基因敲入小鼠(Knockin)
基因敲入小鼠是通過基因打靶,把目的基因序列敲入到小鼠的相應基因位點,使用小鼠的表達調控元件指導目的基因表達。
此類基因敲入鼠一般用于藥物的篩選,信號通路的研究等。
獲得嵌合體及之后品系純化詳細流程:
一、ZFN技術制作基因敲除鼠
ZFN能夠識別并結合指定的基因序列位點,并高效精確地切斷。隨后細胞利用天然的DNA修復過程來實現DNA的插入、刪除和修改,這樣研究人員就能夠隨心所欲地進行基因組編輯。這在過去是無法想象的,傳統的基因敲除技術依賴細胞內自然發生的同源重組,其效率只有百萬分之一,而ZFN的基因敲除效率能達到10%。利用這些技術進行小鼠基因的定點敲除和敲入,可以把時間從一年縮短到幾個月。
這項技術中設計特異性的ZFN是最關鍵的環節,目前研究者采用計算生物學方法設計高特異性的ZFN,但ZFN的脫靶(off target),也就是把不該切的地方切了的問題仍是一個挑戰。也正因為這個原因,利用ZFN技術進行小鼠的基因修飾還無法完全取代傳統技術。
二、TALEN技術制作基因敲除鼠
TALEN 技術是一種嶄新的分子生物學工具。科學家發現,來自一種植物細菌的TAL蛋白的核酸結合域的氨基酸序列與其靶位點的核酸序列有恒定的對應關系。利用TAL的序列模塊,可組裝成特異結合任意DNA序列的模塊化蛋白,從而達到靶向操作內源性基因的目的,它克服了ZFN方法不能識別任意目標基因序列,以及識別序列經常受上下游序列影響等問題,而具有ZFN相等或更好的靈活性,使基因操作變得更加簡單方便。然而同樣因為脫靶的問題,利用TALEN技術進行小鼠的基因修飾仍然無法取代傳統技術。