基因敲除到总结和展望
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基因敲除到总结和展望
经典的基因 敲除将靶基因在所有的组织器官中终生灭活，这就导致许多在成体器官发育中具有重要功能的基因，如肿瘤抑制基因Brcal、Brca2、Dpc4/Smad4等，在敲除后引起小鼠胚胎早期死亡，使得研究者无法深人探索这些基因在成体中的重要作用。因此可以在特定的时间和空间即在特定的发育阶段和特定的组织细胞中开启或关闭特定基因的时空特异性基因打靶(spatio temporal gene targeting，STGT)技术应运而生。Cre/10xP和FLP-FRT系统的应用使得组织特异性基因敲除变为现实，应用这两个系统，研究者可以如愿以偿地在不同的时相、不同的空间按预期的设计进行基因敲除。这两个系统的如下优点极大地扩展了它们在后基因组时代的应用：①时间和空间特异性，从理论上来说，利用该策略可在任何发育阶段对任何组织细胞中的任何基因进行突变改造；②可对靶基因进行缺失、插入、倒位和易位等多种形式的突变；③在发生缺失突变时，除1个loxP位点外，无任何非期望的外源基因或DNA序列残留于基因组中。所以，随着该技术的进一步发展和完善，相信它会在基因的功能研究和基因突变、染色体畸变与疾病的关系等领域发挥重要作用。
然而，也存在着一些限制该系统应用的因素。首先，在Cre转基因小鼠中，由于Cre重组酶基因在小鼠基因组中的插入位点不同以及一些内源性启动子的影响，会导致Cre基因的表达效率有较大差异，因此在获得理想Cre转基因动物之前往往要经过复杂的筛选过程。其次，生产loxP转基因动物往往要耗费较多的财力和较长的时间，在选择loxP的插入位点时更要慎重考虑，因为loxP位点的引入有可能会导致相应的基因发生编码区的改变，最终生成截断的或者突变的蛋白质，从而影响后续的研究。第三，Cre/10xP系统介导的体外位点特异性重组存在Ⅱ型缺失反应频率较低的问题。最后，STGT仍然存在着不同程度的胚胎致死问题。如果靶基因与胚胎发育的关系密切或与新生动物的生存有关，并且该靶基因又因为STGT在胚胎发育的早期发生而过早失活，那么，就有可能造成死胎或早亡的结果。
综上所述，条件性基因敲除已经发展成为遗传操作的一个有力的新工具。它与显微注射技术和基因打靶技术的结合，使特定基因的表达、缺失或突变仅发生在小鼠发育的某一阶段或特定的组织和器官；若与控制Cre表达或功能的诱导调控系统以及转基因技术联合应用，则可以便靶基因的表达或缺失仅出现在小鼠生命周期的特定时间和特定的细胞类型中，实现对靶基因缺失的二维调控。因此，该系统的应用必将对精确分析基因的功能及其与表型的关系，建立高级的人类疾病动物模型产生深远的影响。
