首次在斑马鱼中定点敲除基因

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2008年05月30日 来源:生物通

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马萨诸塞州州立大学医学院(UMMS)的研究者近日宣布了一项让特定基因失活的新技术,这项技术在基础科学研究和人类疾病方面都有广阔的应用前景。UMMS的两个科研小组参与了这项研究。他们通过对斑马鱼(生物医学上一种常用的模式生物)的研究,开发了一种新方法,通过一个特制的“限制性酶”让斑马鱼胚胎中的特定基因失活。

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    这篇题为“Targeted gene inactivation in zebrafish using engineered zinc-finger nucleases”的文章出现在《Nature》杂志子刊《Nature Biotechnology》的提前在线版上(25 May, 2008),是由美国国家心肺血液研究所和国立综合医学研究所资助的。

 

    目前,在大部分脊椎动物模式生物中还无法实现特定位点的基因操作。在脊椎动物细胞系中,可以利用锌指核酸酶(ZFN)来引进基因组特定位点的诱变。研究者也采用了这种技术来产生斑马鱼种系的定向诱变。改造过的ZFN可以识别斑马鱼中的血管内皮生长因子-2受体,kdr。编码这些ZFN的mRNA注射进入单细胞阶段的斑马鱼胚胎,产生特异位点的突变损伤,并能以高频率在整个种系中传播。这种方法避免了胚胎干细胞的使用,同样可以应用于大部分动物中。

 

    “弄清一个基因在生物体内的功能的最好方法是用一个无功能的基因版本带代替它,并培育个体,然后再看对它的后代有什么样的影响。但是问题在于很难实现与无功能的基因交换,并遗传给后代。研究者们发明出了一种解决方法,让许多科学家能够解决以前无法解决的问题。”国立医学综合研究所负责监管遗传机制资金的Laurie Tompkins博士如是说。

 

    研究者Wolfe博士表示:“我们相信这项工作将会从根本上改变研究者在许多模式生物中敲除基因的方式。在这篇文章中,我们用斑马鱼展示了这种基因失活方法的可行性,但是我们相信它也同样适用于其他脊椎动物或无脊椎动物,并有助于开发出新的模型来研究人类疾病。”

 

    Lawson 和Wolfe两个科研小组的合作让这两个小组能够发挥各自的优势,从而获得重大的研究进展。Wolfe小组着重于锌指蛋白的了解和改造蛋白-DNA识别,而Lawson小组则致力于开发斑马鱼研究的新技术,以便更好地了解发育与疾病。

 

    Lawson博士表示:“在过去的几年中,斑马鱼已经确立为一种模式生物。我之所以利用斑马鱼模型来研究血管生成,是因为它的外部发育和透明的胚胎。我们能确实看到血管在斑马鱼胚胎中的生长。这让我们对这个过程有了新的认识,而这一点在老鼠模型中就很难做到。然而,我们过去没办法像老鼠中那样敲除目的基因。这次与Wolfe实验室的合作为我们自己的研究打开了新局面,也增强了斑马鱼模型的利用。更重要的是,这项技术将会帮助我们建立斑马鱼模型用于人类血管疾病的研究。”(生物通余亮)

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