老鼠基因剔除技術是一個很了不起的科技發明

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送交者: 白字秀才 於 2007-10-08 22:21:08

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

mice基因剔除技術和其他的得諾貝爾獎不同。有不少獎是因為得獎人的“發現”而得獎。其實，發現一個東西沒有什麼了不起，你不發現，別人也會發現；現在不發現，以後也會發現。

但是，許多發明就不同。那是自然界本身不存在的一種技術，而且這技術具有“革命性”的影響力。

老鼠的基因剔除技術的發明無疑就屬於這種“革命性”的科技發明。

我們都知道“轉基因作物和動物”，這是把某個外源基因轉入到動物或作物的基因組中，研究某個基因的表達對生物體的影響。

和“轉基因”思維方法相反，基因剔除技術是把動物原來具有的某個基因從基因組中“刪除”掉，研究某個基因在失去活性的情況下對生物體的影響。

基因剔除技術更重要，人類許多疾病是因為某個或某些“基因的失活”所導致。通過在老鼠身上把一個個科學家所感興趣的基因“剔除”掉，就可以在老鼠身上建立許多人類疾病的動物模型，來研究某個基因是如何導致疾病或研究如何治療某個疾病。

老鼠基因剔除的核心就是“用一段壞了的基因序列去替代生物體基因組上原來的那個好基因序列”，使生物體的每個細胞裡面的那個基因不表達或失去活性。具體做法就是先確定那個基因你要剔除。比如你想剔除胰島素基因，來研究糖尿病。在試管里，你先得到一段老鼠的胰島素基因序列，然後通過一些簡單的技術把這個序列中的某些部分“突變”，同時還鏈接一些標識序列，以便以後篩選。

在體外培養皿裡面，把這個“突變”了胰島素基因的DNA序列打進老鼠胚胎幹細胞中，讓這個“突變”的胰島素DNA序列和老鼠胚胎幹細胞基因組上好的胰島素DNA序列發生“同源雜交”。通過大量和繁重的篩選，你會幸運地得到一些胚胎幹細胞，這些細胞基因組上的胰島素基因已經完全被“突變”的DNA序列所替代（也就是說，在這些細胞裡面，胰島素基因是失去活性的。

然後把這些胚胎幹細胞直接注射進另外一個老鼠的桑椹期胚胎中，這個胚胎就會發育成一個嵌合型老鼠：身上的細胞和器官，有的胰島素基因是好的正常的（發育自正常的胚胎幹細胞），有的是失去活性的（來自注射胚胎幹細胞）。

再通過篩選，你會更幸運地得到一些老鼠，他們的生殖細胞也是來自注射的胚胎幹細胞。這樣，由這些生殖細胞發育的老鼠，就被稱為“胰島素基因剔除老鼠”：胰島素基因在他們身上的所有細胞都是失去活性的。這樣，你就可以研究胰島素基因的失活對老鼠的影響，了解胰島素在糖尿病的作用了或研究能治療糖尿病的藥物了。

通過這樣的技術，科學家已經得到了許多人類遺傳疾病的動物模型。

當然，這樣技術的一些缺點是：有些基因剔除會導致老鼠在胚胎時期就死了，當然，這對研究動物早期發育也是有用的；有些基因剔除會得到意想不到的後果，而有些基因剔除對老鼠根本沒有影響，畢竟人和老鼠的基因組背景不同；這樣的基因剔除會導致基因的全身性失活，而科學家有時只對基因在某些器官或組織失活感興趣，於是就有了“conditional knockout”，就是專門讓基因在某些組織或器官中失活，而在其他的地方是好好的。