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你是否知道CKO鼠是什么呢?

一.基因编辑鼠的分类:

1.转基因鼠(Transgenic,TG Mice):指通过外源基因导入技术,将人工合成或来自其他物种的基因片段整合到小鼠基因组中,使其在特定组织或全身表达,从而用于研究基因功能、疾病机制或开发治疗策略的实验动物模型

2.敲除鼠(knock out,KO Mice):利用 CRISPR/Cas9、ES 细胞等遗传工程技术,通过让特定基因 “沉默”,研究该基因功能,在疾病模型研究中,能明确基因缺失对疾病发生发展的影响,找疾病相关关键基因。

3.敲入鼠(knock-in, KI mice):经基因工程把特定基因序列(外源或改造后的内源基因 )精准插入鼠基因组特定位点。可用于研究特定基因过表达、特定突变影响,比如将人类疾病相关基因突变敲入小鼠,模拟人类疾病基因突变情况,探究突变在疾病发生中的作用机制。

4.条件性敲除鼠(CKO Mice):依靠特殊系统(如 Cre - LoxP 系统 ),在特定组织、发育阶段敲除基因。Cre 酶在特定细胞类型、发育阶段表达,识别并切除含 loxP 位点基因,实现基因时空特异性敲除,能更精准研究基因在成体、特定组织中的功能,避免全身基因敲除的胚胎致死、代偿效应等问题,提升基因功能研究准确性 。

条件性基因敲除(CKO)小鼠

—— 基于Cre - loxP 系统

在基因功能研究里,条件性基因敲除(CKO)小鼠能够精准剖析基因在特定组织、特定阶段功能的关键模型,其核心依赖 Cre - loxP 系统,关键在于 Cre 酶和 flox 序列:

一、Cre 酶:基因重组的 “分子剪刀”

Cre 酶是能识别特定 DNA 序列(loxP 位点 ),并对两个 loxP 位点间 DNA 进行切割、重组的酶,相当于给基因编辑安了 “可控开关”。

组织特异性 Cre 酶:靠特定启动子驱动表达,让 Cre 酶只在特定细胞、组织里 表达。比如研究肝脏基因功能,就找肝脏特异性启动子驱动 Cre(如Alb启动子),这样 Cre 酶只在肝脏细胞活跃,精准针对肝脏基因操作,避免全身基因敲除干扰,帮我们明确基因在特定组织的作用。

诱导型 Cre 酶系统(时间维度精准调控 )

①他莫昔芬(Tamoxifen)诱导的 Cre - ERT 系统:把 Cre 酶和改造的雌激素受体(ER)融合,成 Cre - ERT 融合蛋白。不存在他莫昔芬时,蛋白进不去细胞核,碰不到 DNA,基因编辑 “歇着”;加了他莫昔芬,融合蛋白激活,进细胞核,就能催化特定 DNA 位点重组,实现基因敲除。相当于给基因编辑设了 “药物开关”,想啥时候敲除,给药就行,能研究基因在不同发育阶段、疾病进程里的功能。

②多西环素(Doxycycline)诱导的 Cre 系统:用四环素控制的启动子调控 Cre 酶表达。有多西环素(四环素类抗生素 )时,启动子启动,Cre 酶表达、活化,开展基因敲除;没药就不表达。这种 “诱导 - 表达” 模式,能灵活控制基因敲除时间,研究基因动态功能。

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条件性基因敲除(CKO)小鼠的构建与原理

在基因功能研究中,为探究特定基因在特定细胞、组织里的作用,全身性基因敲除可能引发的致命问题或发育异常,条件性基因敲除(CKO)小鼠是常用且关键的模型,其核心是 flox/flox 与 Cre/+ 小鼠的组合策略 :

一、两种关键小鼠基因型

flox/flox 小鼠:这类小鼠中的目的基因基因,两端被 loxP 位点 “夹住”(可理解为给目标基因做了 “标记” ),相当于基因处于 “待敲除” 的预备状态,但光有这个标记,没后续 “剪刀”(Cre 酶 ),基因不会自己敲除。

Cre/+ 小鼠:小鼠基因组里带有 Cre 重组酶基因。但是Cre 酶的表达受特定调控,只在某个特定组织,或者特定发育阶段才会表达。比如用肝脏特异性启动子Alb驱动 Cre 表达,那 Cre 酶就只在肝脏细胞里 “干活”;要是用诱导型系统(像之前说的他莫昔芬诱导 ),还能控制 Cre 在特定时间点激活,实现基因敲除的时空特异性。

二、交配策略与后代基因型

1. 基础交配(F0→F1→F2 代 )

F0 代:“F0 代阳性小鼠(Founder)” 是最初经基因编辑(如插入 loxP 位点等)的 “种子鼠”,和 “野生型小鼠(WT)” 交配,生下 F1 代 。这一步是把编辑过的基因引入繁殖谱系,让后代携带基础编辑元件(比如初步整合含 loxP 的基因结构 )。

F1 代:得到flox杂合小鼠,flox杂合小鼠与flox杂合小鼠进行交配,可得到flox杂合小鼠,flox纯合小鼠以及WT小鼠

继续兄妹 / 与野生型回交,产生 F2 代,后代基因型开始分化,出现纯合 flox 小鼠(flox/flox)(目标基因两端被 loxP “夹住”,是待敲除的 “靶基因载体” )、杂合 flox 小鼠(flox/+)(仅一个等位基因带 loxP )、野生型小鼠(无编辑基因 )。此时,Cre 酶(切割工具)和 flox 序列(待切割靶标)分别在不同小鼠里,还没 “配合” 起来。

2. 关键组合(F2→F3→F4 代 )

核心逻辑:让 flox 小鼠(纯合 / 杂合) 和 Cre 小鼠 交配,利用 Cre 酶识别并切割 flox 小鼠里被 loxP 夹住的基因,实现 “特定组织 / 阶段的基因敲除”(因为 Cre 酶的表达受 “组织特异性启动子” 控制,只在特定细胞 / 时期干活 )。

比如用 “肝脏特异性启动子驱动 Cre”,Cre 酶就只在肝脏细胞表达,只切割肝脏细胞里的 flox 基因,其他组织基因不变,精准研究 “基因在肝脏里的功能”。返回搜狐,查看更多

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