科學(xué)家們通過(guò)改變與特定疾病相關(guān)的特異基因，構(gòu)建出小鼠模型。利用這種模型，科學(xué)家們可以研究疾病的發(fā)展和進(jìn)程，以及各種遺傳和化學(xué)干預(yù)所產(chǎn)生的影響。在過(guò)去的20年里，構(gòu)建這種模型的方法相對(duì)沒(méi)有發(fā)生什么改變：即科學(xué)家們將一段DNA插入到小鼠胚胎干（ES）細(xì)胞中，然后將修飾細(xì)胞注入到稱(chēng)作為胚泡（blastocyst）的極早期胚胎中，再將發(fā)育中的胚胎移植到代孕雌鼠體內(nèi)。整個(gè)過(guò)程需要花費(fèi)數(shù)年時(shí)間及數(shù)萬(wàn)美元才能構(gòu)建出一種單拷貝基因“敲除”小鼠品系。且這樣的基因敲除只能在極少數(shù)的物種中完成，其中包括小鼠和大鼠，這是因?yàn)樗鼈兊腅S細(xì)胞可以進(jìn)行可靠地培養(yǎng)和基因修飾。
Jaenisch實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們所采用的這種新方法，可以繞過(guò)ES細(xì)胞，快速有效地生成多個(gè)基因雙拷貝均有突變的小鼠。在這篇新的Cell文章中，Haoyi Wang、Hui Yang和Chikdu Shivalila描述了他們的新技術(shù)，它是以某些細(xì)菌利用來(lái)抵御病毒攻擊的一種系統(tǒng)為基礎(chǔ)。
這是*次利用這種稱(chēng)作CRISPR/ Cas的系統(tǒng)，在一個(gè)多細(xì)胞生物體內(nèi)改變多個(gè)基因。Shivalila說(shuō)這一過(guò)程操作非常簡(jiǎn)單，他預(yù)計(jì)其他的實(shí)驗(yàn)室將能夠迅速地采用它。
Shivalila 說(shuō)：“由于其更快速且，我們認(rèn)為對(duì)于任何具有核心設(shè)施的機(jī)構(gòu)或大學(xué)，這將成為他們著手構(gòu)建攜帶特異突變小鼠的一種方法。我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，我們能夠非常非常有效地（效率大約為80%）在4個(gè)位點(diǎn)‘敲除’兩個(gè)基因。而如果我們使用TALENs，只敲除一個(gè)基因，其效率大約為30%。”
ES細(xì)胞是傳統(tǒng)方法生成模型的一個(gè)限制條件，而CRISPR/Cas技術(shù)甚至不需使用ES細(xì)胞，就可以生成突變小鼠。這或許可使得遺傳學(xué)研究不再局限于具有ES細(xì)胞的有限模式生物。
Haoyi Wang說(shuō)：“這打破了對(duì)模式生物的定義。因此現(xiàn)在，即使只有有限的資源，通過(guò)確立的胚胎操控程序，任何動(dòng)物都可以成為基因組工程受試者。利用大量的測(cè)序動(dòng)物基因組，我們可以采用這一技術(shù)在更多的物種中建立有效的遺傳操作，研究每種物種*的生物學(xué)，更多地了解生物進(jìn)化。”
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