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基因编辑技术的原理

发布时间:2022-08-09 14:00      浏览量:1922

基因编辑是指对基因组进行位点特异性修饰的新技术,又称为基因组定点修饰技术,能特异性地识别靶位点,对其单链或双链进行精准切割后,由细胞内源性的修复机制来完成对靶标基因的敲除和替换。基因组编辑技术原则上可以对任何基因组进行定点切除,从而在内源性序列中产生突变。

传统的动物育种方法受种源的限制,需要大量的人力、物力和财力,育种过程长。此外,不同物种之间很难杂交,育种结果也很难取得突破。在现代动物分子育种中,分子标记技术可以定位与经济性状相关的分子标记,锁定基因与性状之间的对应关系,从而快速、可靠地筛选动物后代。然而,利用分子标记技术进行复制和筛选,改良的程度仍然受到品种本身现有基因的限制。因此,利用基因工程技术改良品种,可以突破种源限制和种间杂交瓶颈,获得新品种。因此,分子育种更为必要和直接。

目前获得突变体的常用方法是使用T-DNA或转座子构建大规模随机插入突变体库,但构建覆盖整个基因组的饱和突变体库需要大量工作和长时间。通过位点突变使靶基因完全失活是研究特定基因功能最直接和有效的方法。

近年来,随着高度特异性和可操作性的人工核酸酶的出现以及技术体系的完善,基因组编辑技术发展迅速,靶向基因操作达到高潮,实现了靶向基因敲除和敲除。更简单、更高效。现代基因组编辑依赖于相同的遗传原理,即细胞的自然修复机制由特定的DNA双链断裂激活,包括非同源末端连接(NHEJ)和同源重组修复(HDR)。

非同源末端连接是保真度较低的修复过程。在断裂的DNA修复和重新连接过程中,发生随机插入或碱基丢失,导致移码突变、基因失活和靶基因敲除。如果存在外源供体基因序列,NHEJ机制将其连接到双链断裂的DSB位点,从而实现靶基因敲入。移码突变是指正常DNA分子中3的倍数的缺失或增加,导致该位置后的一系列代码移位错误。这种现象称为移码突变。

Beacon

同源重组修复是一个相对高保真的修复过程。在存在具有同源臂的重组供体的情况下,供体中的外源靶基因通过同源重组完全整合到靶位点,而不会随机插入或丢失碱基。如果在基因的两侧产生DSB,则可以在同源供体的存在下替换原始基因。

随着越来越多物种基因组测序的完成,基因功能的研究已成为后基因时代的焦点。基因编辑技术可以用正常基因代替突变基因进行性状改良和基因治疗,也可以用突变基因代替正常基因进行基因功能研究。

基因编辑是一项新技术,但其构建复杂且成本高昂,其非靶向效应限制了其在基因治疗等应用中的发展。随着莱德伯特(北京)生物科技有限公司Beacon推出,可以为您节省大量的筛选时间,大大降低了生产成本。该设备的一体化设计可以大大减少常规设备转换过程中的人为操作误差和系统误差,精准度和性价比极高。Beacon可以在转染后细胞多样性和生存能力达到最佳状态时进行干预,轻松筛选数千个细胞,并选择表达水平较高的细胞系,从而大大降低后续生产成本。基因编辑技术的研究和开发仍处于起步阶段,但其相对于基因打靶技术的优势已经显而易见。在可预见的未来,基因编辑技术将创造更多的奇迹,也将促进个性化医学的快速发展。

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