基因工程研究中的应用

在细胞,组织和生物体基因工程中DNA构建体离不开基因合成。在基础生命科学研究,生物医学/转化研究,工业应用中,基因工程项目可以使用合成的基因去表达所需的蛋白质,研究代谢回路或其他特征。基因工程是合成生物学不断发展的领域的关键部分,而基因合成正推动着生物技术的发展,例如在每年的iGEM竞赛中展出的技术。从头基因合成为生成定点突变文库构建密码子优化的基因提供了灵活性,是它可以在任何宿主物种中都能有效表达异源蛋白。此外,目前基因编辑中利用CRISPR/Cas9更是为基因遗传改造提供了高效率,高特意性的新技术。如果基因的组成性质或系统性质决定,不可以进行敲除时,则可通过诱导性或组织特异性启动子控制CRISPR质粒或传统靶向载体,以进行条件性敲除。

基因编辑利用技术对基因遗传进行改造,CRISPR/Cas9因其高效率,高特意性,操作简单,成为近年火热的技术。CRISPR代表簇状规则间隔的短回文重复序列。CRISPR序列发现于大肠杆菌(E.coli)基因组中,可作为基于RNA的自适应免疫系统的一部分,在DNA水平上靶向和破坏遗传寄生虫。

CRISPR相关蛋白(Cas)是一种核酸内切酶,可切割外源DNA,从而整合到宿主基因组中。当入侵的DNA的靶序列周围仅有一个原间隔子相邻基序(PAM)时,才会发生切割,从而确保高度精确的靶向。CRISPR的研究人员对其进行了改造,使其成为对目标宿主基因组进行遗传修饰的工具。

如果基因的组成性质或系统性质决定不可以进行敲除时,则可通过诱导性或组织特异性启动子控制CRISPR质粒或传统靶向载体,以进行条件性敲除。

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