老鼠基因剔除技术是一个很了不起的科技发明

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送交者: 白字秀才 于 2007-10-08 22:21:08

回答: Nobel Prize in medicine 由 phase 于 2007-10-08 19:08:14

mice基因剔除技术和其他的得诺贝尔奖不同。有不少奖是因为得奖人的“发现”而得奖。其实，发现一个东西没有什么了不起，你不发现，别人也会发现；现在不发现，以后也会发现。

但是，许多发明就不同。那是自然界本身不存在的一种技术，而且这技术具有“革命性”的影响力。

老鼠的基因剔除技术的发明无疑就属于这种“革命性”的科技发明。

我们都知道“转基因作物和动物”，这是把某个外源基因转入到动物或作物的基因组中，研究某个基因的表达对生物体的影响。

和“转基因”思维方法相反，基因剔除技术是把动物原来具有的某个基因从基因组中“删除”掉，研究某个基因在失去活性的情况下对生物体的影响。

基因剔除技术更重要，人类许多疾病是因为某个或某些“基因的失活”所导致。通过在老鼠身上把一个个科学家所感兴趣的基因“剔除”掉，就可以在老鼠身上建立许多人类疾病的动物模型，来研究某个基因是如何导致疾病或研究如何治疗某个疾病。

老鼠基因剔除的核心就是“用一段坏了的基因序列去替代生物体基因组上原来的那个好基因序列”，使生物体的每个细胞里面的那个基因不表达或失去活性。具体做法就是先确定那个基因你要剔除。比如你想剔除胰岛素基因，来研究糖尿病。在试管里，你先得到一段老鼠的胰岛素基因序列，然后通过一些简单的技术把这个序列中的某些部分“突变”，同时还链接一些标识序列，以便以后筛选。

在体外培养皿里面，把这个“突变”了胰岛素基因的DNA序列打进老鼠胚胎干细胞中，让这个“突变”的胰岛素DNA序列和老鼠胚胎干细胞基因组上好的胰岛素DNA序列发生“同源杂交”。通过大量和繁重的筛选，你会幸运地得到一些胚胎干细胞，这些细胞基因组上的胰岛素基因已经完全被“突变”的DNA序列所替代（也就是说，在这些细胞里面，胰岛素基因是失去活性的。

然后把这些胚胎干细胞直接注射进另外一个老鼠的桑椹期胚胎中，这个胚胎就会发育成一个嵌合型老鼠：身上的细胞和器官，有的胰岛素基因是好的正常的（发育自正常的胚胎干细胞），有的是失去活性的（来自注射胚胎干细胞）。

再通过筛选，你会更幸运地得到一些老鼠，他们的生殖细胞也是来自注射的胚胎干细胞。这样，由这些生殖细胞发育的老鼠，就被称为“胰岛素基因剔除老鼠”：胰岛素基因在他们身上的所有细胞都是失去活性的。这样，你就可以研究胰岛素基因的失活对老鼠的影响，了解胰岛素在糖尿病的作用了或研究能治疗糖尿病的药物了。

通过这样的技术，科学家已经得到了许多人类遗传疾病的动物模型。

当然，这样技术的一些缺点是：有些基因剔除会导致老鼠在胚胎时期就死了，当然，这对研究动物早期发育也是有用的；有些基因剔除会得到意想不到的后果，而有些基因剔除对老鼠根本没有影响，毕竟人和老鼠的基因组背景不同；这样的基因剔除会导致基因的全身性失活，而科学家有时只对基因在某些器官或组织失活感兴趣，于是就有了“conditional knockout”，就是专门让基因在某些组织或器官中失活，而在其他的地方是好好的。