什么是基因诱捕

基因诱捕的应用

基因诱捕数据库的建立

什么是基因诱捕

基因诱捕(gene trap)是基于小鼠胚胎干细胞、报道载体(诱捕载体)建立的一种基因突变方法。诱捕载体在整合位点利用内源基因调控元件模仿内源基因表达, 使其表达终止, 从而可以阐明内源基因的功能。由于诱捕载体及其报道基因的特点, 基因诱捕技术可用于高通量生产, 便于小鼠基因功能的大规模研究, 为各类疾病动物模型的建立奠定良好基础。

基因诱捕的应用

实验小鼠在人类疾病发生机制研究中发挥着重要的作用。随着小鼠基因组测序工作的完成,生物科学研究的下一个重大任务就是快速有效地阐述小鼠众多数量的新发现基因及候选基因的生理学功能。近来, 一个全球性的合作计划提出:未来5 年内, 联合使用随机及定位插入突变技术在ES 细胞内失活所有小鼠基因。有限的时间内中断尽可能多的ES 细胞基因, 基因诱捕可谓首选技术: 基因诱捕整个操作过程中都可以使用96孔板承载, 更兼药物筛选标记的应用以及报道基因检测鉴定的便利性, 快捷的高通量生产得以实施; 胚胎的分化也可以在平台培养系统中进行,便于外源生长因子刺激、报道基因表达产物检测及显微分析。

基于这些特点, 基因诱捕技术已广泛用于大量诱捕小鼠基因研究。公共投资的大规模基因诱捕计划已在一些国家开展。德国人类基因组计划诱捕方案是较早的例子: 应用质粒载体pT1βgeo和病毒载体U3βgeo, 对大约12000 株ES 细胞进行基因诱捕, 3242 株测序克隆中, 1840 株产生了基因诱捕, 通过序列分析建立了基因诱捕序列标签(GTST)文库, 文库中的序列位点可以通过因特网(http: //tikus.gsf.de)获得。突变ES 细胞株也为科研机构免费提供。另外, Baygenomics、人类疾病模型中心等机构相继建立了自己的基因诱捕序列标签文库。

基因诱捕数据库的建立

随着基因诱捕技术的臻于完善, 基因诱捕组织也逐渐增多。近来, 全世界主要的基因诱捕组织联合成立了国际基因诱捕联盟(IGTC), 并为此开发了一个以用户为导向的网站(www.genetrap.org), 参与该项合作的包括Baygenomics、德国基因诱捕联盟、人类疾病模型中心等一些重要基因诱捕组织。其目的在于集中接纳所有可以公共获得的基因诱捕资源, 网站目前提供了大约45000 株良好定性的ES 细胞信息资源, 代表了约40%已知小鼠基因。非合作性质的基因剔除研究机构可以完全免费获得。为提供基因诱捕细胞株高度可信的数据库及标准化的注释, 网站发展了联合基因组定位与基因诱捕序列标签转录相匹配的严格鉴定及注释程序, 用以确认诱捕位点。IGTC 网站允许用户浏览查找基因诱捕资源数据库、利用基因序列标签进行序列排比以及在生物学通路上观察诱捕基因。

IGTC 数据库及网站的建立标志着大规模小鼠基因诱捕的一个重大进展。通过基因诱捕计划的世界性合作, 发展了标准化的鉴定及注释程序用以进行诱捕数据分析, 为基因功能研究人员在第一时间提供了资讯平台。这将更进一步促进基因诱捕的研究进展。相信在不久的将来, 基因诱捕数据库能够囊括实验小鼠全部基因, 充分阐明每一基因功能, 加大对于基因研究的深度, 为人类疾病建立更好的动物模型。