基因编辑技术

姓名：马涛涛专业：计算机系(一班)基因编辑技术基因编辑技术指能够让人类对目标基因进行“编辑”，实现对特定DNA片段的敲除、加入等。利用该技术，可以精确地定位到基因组的某一位点上，在这位点上剪断靶标DNA片段并插入新的基因”。现代基因组编辑技术的基本原理是相同的，即借助特异性DNA双链断裂(DNAdouble-strandbreaksDSBs)激活细胞天然的修复机制，包括非同源末端连接(NHEJ)和同源重组修复(HDR)两条途径。非同源末端连接(NHEJ)是一种低保真度的修复过程，断裂的DNA修复重连的过程中会发生碱基随机的插入或丢失，造成移码突变使基因失活,实现目的基因敲除。如果一个外源性供体基因序同源重组修复(HR)是一种相对高保真度的修复过程，在一个带有同源臂的重组供体存在的情况下，供体中的外源目的基因会通过同源重组过程完整的整合到靶位点，不会出现随机的碱基插入或丢失。如果在一个基因两侧同时产生DSB，在一个同源供体存在的情况下，可以进行原基因的替三三的种类1.人工核酸酶介导的锌指核酸酶(zinc-fingernucleases，ZFN)技术；2.转录激活因子样效应物核酸酶(transcriptionactivator-likeeffectornucleases，3.RNA引导的CRISPR-Cas核酸酶技术(CRISPR-CasRGNs)。景基因敲除是在活体动物上验证基因功能必不可少的逻辑环节，但是传统的基因敲除方法需要通即使对于技术比较成熟的实验室，利用传统技术敲除大鼠或小鼠身上的某个基因一般也需要1ZFN技术已在大鼠、小鼠、斑马鱼、果蝇、拟南芥、玉米、烟草等模式生物或经济物种的细胞或胚胎中以及包括诱导多能干细胞(inducedpluripotentstemcells，iPSC)在内的人体外培养细胞系中成功地实现了内源基因的定点突变，其中在果蝇、斑马鱼、大鼠等物种中还获得了可以稳定传的突变体。技术，成功培育出首只靶基因敲除的大鼠，而且带有该突变的大鼠所生育的后代同样带有该基因突传统的基因治疗是将正常的基因片段引入细胞中替代有缺陷的基因，但这种方法难以精准控Bacman等人利用TALEN技术清除了来自于病人线粒体内的有病DNA。这是TALEN首次应用于系遗传的线粒体病。辑在基因疗法上的突破。动物根据人类疾病所构建的动物模型，对研究这些疾病的发生及其治疗有着重要意义。基因打靶技术是在ES和同源重组技术的基础上发展起来的，模型构建耗时长、成本高，且模式动物的选择受ES制。基因编辑新技术不受ES细胞的限制，效率高，速度快，且定点编辑更加精确，可在多种细胞及生物体的特定位点进行切割和修饰。构建转基因小鼠第一人Jaenisch与其同事最近利用CRISPR-Cas系统又构建了携带特异性突变的小鼠模型。4.改造和培育新品种传统的改造动植物品种的转基因技术是将外源DNA片段插入受体的基因组中，改造基因功能，使其表达优良的性状，获得人类需要的品种。基因编辑技术则可以进行定点修饰，达到高效定向。Shukla等对玉米进行肌醇磷酸激酶1(inositolphosphatekinase1，IPK1)基因的修饰，使其对除草剂的耐性增强，在发育的种子中肌醇磷酸盐表达谱也发生了与预期一样的改变。acetolactatesynthaseSuRSuRASuRB靶标，育成了对咪唑啉酮(imidazolinone)除草剂和对磺脲(sulphonylurea)除草剂都有抵抗力的新胎干细胞(embryonicstemcell，ES)技术为基础的基因打靶技术相比，基因编辑新技术保留了可定点修饰的特点，可应用到更多的物种上，效率更高，构建时间更短，成本更低。六基因编辑技术缺点议基因编辑技术其实面临很大的政策与医学伦理争议，尤其是对人类胚胎DNA编辑，一经亮相就登上各大头条并引起广泛关注。相关研究的每次发布都能产生一石激起千层浪的强烈反响。继去年中山大学黄军教授在ProteinandCells上发表的第一篇关于人类胚胎基因编辑研究，广州范勇博士团队于今年4月份发表在JAssistReprodGenet全球第二篇研究论文(运用人类胚胎基因编辑技术实现HIV免疫)。这两次发表都引起了Nature、Science等国际顶级期刊的极大关注和激烈讨论。出于一种对于改变人体基因组的后果的畏惧，伦理学界的一些人已经呼吁对其全面禁止。那些支持谨慎地进行基因编辑临床应用的人则强调这项技术治疗罕见单基因疾病的潜力。争论的结果是美国国家科学院为此专