[選修3:現(xiàn)代生物科技專題]
人的生物節(jié)律異常與高血壓、糖尿病和內(nèi)分泌異常等多種疾病有關(guān)。我國科學(xué)家利CPISPR/Cas9基因編輯技術(shù)成功敲除獼猴成纖維細(xì)胞中的生物節(jié)律核心基因BMAL1,并將其與去核的卵母細(xì)胞融合,發(fā)育形成的早期胚胎植入代孕雌猴,共獲得5只克隆猴,用于研究生物節(jié)律機(jī)制?;卮鹣铝袉栴}:
(1)CPISPR/Cas9基因編輯技術(shù)的基本原理是利用特定的sgRNA與靶向基因的單鏈進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對定位,并引導(dǎo)Cas9蛋白對靶向基因進(jìn)行切割,從而將靶向基因進(jìn)行定向敲除??梢?,Cas9蛋白相當(dāng)于基因工程中的
限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)
限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)
。獼猴成纖維細(xì)胞中的生物節(jié)律核心基因BMAL1被CPISPR/Cas9技術(shù)切割后,還需用
DNA連接酶
DNA連接酶
處理,使切割后的基因BMAL1與外源DNA片段相連,實(shí)現(xiàn)對基因BMAL1的敲除,以破壞其功能。
(2)通常用
顯微注射
顯微注射
的方法將成纖維細(xì)胞與去核的卵母細(xì)胞構(gòu)建成重組細(xì)胞。重組細(xì)胞需要在發(fā)育培養(yǎng)液中培養(yǎng),該培養(yǎng)液的營養(yǎng)成分比較復(fù)雜,除含有
無機(jī)鹽和有機(jī)鹽
無機(jī)鹽和有機(jī)鹽
以外,還需要添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分,以及動物血清等物質(zhì)。早期胚胎培養(yǎng)到
桑葚胚或囊胚
桑葚胚或囊胚
期就可以進(jìn)行胚胎移植,分娩后的獼猴經(jīng)鑒別并確定是否為轉(zhuǎn)基因獼猴。
(3)成纖維細(xì)胞能培育成轉(zhuǎn)基因獼猴,說明
高度分化的動物細(xì)胞核仍然具有全能性
高度分化的動物細(xì)胞核仍然具有全能性
??茖W(xué)家選擇轉(zhuǎn)基因獼猴,而不選擇小鼠等其他哺乳動物作為研究對象來研究生物節(jié)律機(jī)制,主要的原因是
獼猴與人類的親緣關(guān)系更近
獼猴與人類的親緣關(guān)系更近
。