生命科学的研究有相当大一部分都集中于研究基因及其产物的功能，目前基因功能研究策略通常是：将基因导入到一个细胞或个体中, 或者从细胞或个体中将基因失活，通过观察细胞生物学行为或个体表型遗传性状的变化, 从而鉴定基因的功能。方法主要有基因转导、反义技术、转基因和基因剔除、染色体转导、RNA 干涉等。

基因功能研究策略相关：

基因表达的时间和部位，常常可以提示其功能。

基因功能研究两大方向与方法：

一、基因功能的获得(gain-of-function)

1、基因转移(transgenic)：

(1)、指外源基因导入受体细胞后能随即整合到受体的染色体中，而相对稳定地表达,通过观察细胞生物学行为的变化来认识基因的功能,是目前应用比较多、技术比较成熟的基因功能研究方法。

(2)、若受体细胞不具备该外源基因，则其获得新的功能;若受体细胞具有该基因，则该基因在受体细胞内得到过渡的表达，即基因诱导超表达技术。

(3)、包括DNA介导的基因转移与染色体介导的基因转移(只用于少数情况)。

集萃药康相关转基因技术：

通过DNA随机整合到小鼠基因组中获得基因工程小鼠模型，一般用于获得过表达或条件性过表达小鼠的制备。随着KI的效率越来越高，多数研究者已改用H11或Rosa26位点定点敲入的方式制作过表达小鼠模型。

转基因策略示意图

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2、基因敲入(knock-in):

Knock-in(简称KI)，是在目的基因位置引进特定的突变或外源DNA序列。

(1)、在靶基因中引入碱基突变，可以模拟人类遗传疾病模型。

CRISPR-Cas9 KI策略示意图

(2)、将报告基因，例如EGFP、YFP、tdTomato、ZsGreen等等，引入到小鼠內源基因中，将內源基因的表达模式可视化。>>>进入报告鼠库

二、基因功能的缺失(lose-of-function)

在小鼠中，基因敲除是最为经典和常用的基因功能缺失研究手段之一。基因敲除是自80年代末以来发展起来的一种新型分子生物学技术，是通过一定的途径使机体特定的基因失活或缺失的技术。通常意义上的基因敲除主要是应用DNA 同源重组原理，用设计的同源片段替代靶基因片段，从而达到基因敲除的目的。

(1)、全身性基因敲除

Conventional Knockout（简称KO），是指在小鼠所有组织细胞中，将靶基因的某些重要外显子或功能结构域、甚至所有外显子敲除掉，导致靶基因的表达缺失。

这类小鼠全身所有的组织和细胞中的靶基因序列都经过修改。纯合子小鼠中靶基因不表达基因产物。

此类基因敲除小鼠一般用于研究靶基因或蛋白功能对全身生理或病理的影响。

CRISPR-Cas9 KO策略示意图

(2)、条件性基因敲除法

条件性基因敲除法Conditional Knockout(简称CKO)可定义为将某个基因的修饰限制于小鼠某些特定类型的细胞或发育的某一特定阶段的一种特殊的基因敲除方法。它实际上是在常规的基因敲除的基础上，利用重组酶Cre介导的位点特异性重组技术，在对小鼠基因修饰的时空范围上设置一个可调控的“按钮”，从而使对小鼠基因组的修饰的范围和时间处于一种可控状态。

CRISPR-Cas9 cKO策略示意图

(3)、诱导性基因敲除法

诱导性基因敲除也是以Cre/loxp 系统为基础，但却是利用控制Cre 表达的启动子的活性或所表达的Cre 酶活性具有可诱导的特点，通过对诱导剂给予时间的控制或利用Cre 基因定位表达系统中载体的宿主细胞特异性和将该表达系统转移到动物体内的过程在时间上的可控性，从而在1oxP 动物的一定发育阶段和一定组织细胞中实现对特定基因进行遗传修饰之目的的基因敲除技术。人们可以通过对诱导剂给予时间的预先设计的方式来对动物基因突变的时空特异性进行人为控制、以避免出现死胎或动物出生后不久即死亡的现象。