基因敲除新技术助力疾病研究

　　是什么基因导致了乳腺癌形成？是什么脑细胞突变导致了阿尔茨海默氏症发病？为了寻找新的治疗方法，科学家们必须要了解细胞水平上的疾病触发机制。在转基因小鼠上开展实验成为了基础医学研究一个不可或缺的部分。现在，科学家们开发了一种新方法，可以帮助实验室用较少的实验动物开展他们的研究。

　　科学家们利用转基因小鼠来研究疾病的基本机制。这些“基因敲除”小鼠携带着被认为可以触发疾病的某些基因或基因区域。

　　对于实验室而言，基因敲除技术需要付诸大量的时间和精力。“科学家们一开始在胚胎干细胞内操控一种遗传缺陷，然后他们将操控的干细胞移植到小鼠胚胎中，”慕尼黑工业大学（TUM）的Wolfgang Wurst教授说。

　　定制遗传缺陷

　　经过多个步骤之后，生成的生物具有改造和未改造两种细胞。研究人员必须将小鼠进行数次杂交，直至它们的后代身体内所有的细胞都携带上敲除特征。在所有测试中，科学家们必须要投入1-2年的时间才能生成一种功能性的小鼠模型。

　　现在，由Wurst教授和Ralf Kühn博士领导的研究小组开发出了一种新方法，使得他们能够在更短的时间内完成这一过程——仅需要四个多月的时间。他们在受精的小鼠卵细胞中直接进行基因修饰，从而使后代体内所有的细胞都获得相同的遗传缺陷。“通过除去耗时的杂交阶段，实验室能够用更少的实验动物，更快地生成小鼠模型。”

　　对DNA链进行高精度切割

　　研究小组利用了转录激活因子效应物核酸酶（transcription activator-like effector nucleases ，TALENs）来完成研究实验。这些DNA工具具有双重功能：一部分识别和结合特定基因，另一部分原位切割DNA链。这些超精确性的DNA“手术刀”开发还只有数年的时间。

　　Wurst 说：“TALEN酶具有一种简单的、模块化的结构。这意味着我们可以制造出许多的变异体，来切断基因组中所有的基因，修改它们达到特定目的。”这一技术使得科学家们能够敲除特定基因，在细胞内导入遗传缺陷，及修复遗传缺陷。

　　“我们利用TALEN程序将与人类痴呆有关的突变移植到小鼠生殖细胞中。这些动物模型将有助于我们了解痴呆背后的分子机制。该技术的优点在于，我们理论上可以在实验小鼠上模拟所有的遗传性疾病，”Wurst说。