什么是基因敲除？

Question

如题所述

Answer 1

说到基因敲除，先要了解CRISPR/Cas基因编辑系统

CRISPR/Cas（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats/Cas）系统是目前被广泛运用的基因编辑系统，其原理是由CRISPR转录产生的gRNA介导Cas核酸酶靶向目标序列，对序列进行切割。

CRISPR/Cas9基因编辑示意图

(图源：Wellcome Trust Sanger Institute,Sanger)

然后我们再来看看您问的CRISPR/Cas基因敲除

CRISPR/Cas9系统中sgRNA(smallguideRNA)识别并结合目标基因的靶向序列，引导Cas9对结合位点进行剪切，产生DNA双链断裂（double-strandbreak,DSB），机体自身通过非同源重组（non-homologousendjoining，NHEJ）的方式修复DSB，参与修复的蛋白经常会在DNA末端插入或删除几个碱基，修复后的基因由于产生突变而导致功能丧失，从而实现机体内的基因敲除。

最后再来看看如何应用

应用：基因敲除细胞系建立、基因敲除建立动物疾病模型。
技术优势：相较于在mRNA水平“敲低”目的基因的RNAi而言，CRISPR/Cas9系统造成基因序列的缺失，从而能完全沉默（即敲除）目的基因。

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Answer 2

就是利用一段与靶基因序列相似或相同的外源DNA片段，使该片段与靶基因发生重组，把靶基因从染色体上替换下来，从而使靶基因失活。

Answer 3

基因敲除（knockout）是指通过一定的技术方法使机体特定的基因失活或者缺失的技术。
针对某个序列已知但功能未知的序列，改变生物的遗传基因，令特定的基因功能丧失作用，从而使部分功能被屏蔽，并可进一步对生物体造成影响。
基因敲除分为完全基因敲除和条件型基因敲除两种，完全基因敲除是指通过同源重组法完全消除细胞或者动植物个体中的靶基因活性；条件型基因敲除是指通过定位重组系统实现特定时间和空间的基因敲除。
CRISPR/Cas系统是一种功能强大的基因组编辑工具。当前应用广泛的就是CRISPR/Cas9系统，其原理是利用gRNA特异性识别靶序列，并引导Cas9核酸内切酶对靶序列的PAM上游进行切割，从而造成靶位点DNA双链断裂，随之利用细胞的非同源末端连接（NHEJ）或同源重组（HDR）的方式对切割位点进行修复，实现DNA水平的敲除、敲入或点突变。