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基因点突变小鼠概念和分类

2023-10-09

基因点突变小鼠作用:

在目的基因上引入点突变,对于疾病模型的建立具有重大的意义,如候选点突变是基因疾病相关的人类基因SNP,对目标基因的候选位点进行点突变,若动物模型上再现了该疾病的性状,则建立的小鼠模型可以为精准治疗提供模拟人类疾病的动物模型。

  1、引入基因突变;

  2、使蛋白的功能域失活(酶的催化部位、结合部位);

  3、点突变模型有很多潜在的应用,包括研究突变与人类某些疾病的因果关系。

点突变(Cas9-PM)构建定点敲入小(大)鼠技术流程图:

图片1.png

CRISPR-Cas9 PM策略示意图

点突变细胞系的构建分为三个部分:

1. 定点切割DNA

  由于在自然界中DNA的断裂是随机的,不确定的,因此我们需要人为的定点对DNA产生切割。在这个过程中,CRISPR/Cas9技术给我们提供了极大的便利。我们可以通过人为的设计sgRNA,并将Cas9蛋白与sgRNA一起转染到目的细胞中。在sgRNA的引导下,Cas9蛋白对靶位点处的DNA进行切割,产生DNA双链断裂。

2. 同源重组修复DNA

  我们通过CRISPR/Cas9技术对细胞内的基因组DNA产生了双链断裂后,同时引发了细胞内的DNA修复机制。因此,为了使DNA在修复过程中能通过同源重组的方式修复DNA并引入突变位点,我们需要为细胞提供额外的同源修复模板。这个模板的本质是人为合成的DNA序列,由5’端同源臂、突变位点和3’端同源臂组成。值得注意的是,这种同源模板序列是随sgRNA和Cas9蛋白一起转染进细胞的。

3. 阳性细胞筛选

  这部分是细胞模型构建的关键部分。试想下,我们通过细胞转染技术将CRISPR/Cas9系统和模板DNA序列转入细胞中后,由于细胞内部机制的作用,我们得到的细胞池中既包含纯合子阳性细胞和杂合子细胞,又包含没有发生碱基突变的野生型细胞。那么,我们该如何挑选出目的细胞将是关键。对于点突变模型来说,由于没有引入抗性基因,常用的方法便是通过稀释法将细胞池细胞稀释转移到96孔板中,形成单克隆细胞。然后收集单克隆细胞进行大量测序,以得到预期的纯合子细胞。


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