CAJ | 학술논문

基因捕获技术是目前最具应用前景的基因克隆方法之一.利用该技术建立的随机插入突变的突变体文库,可用于寻找、鉴定和研究大量未知功能和已知功能的活化基因,它是继自然突变、物理突变和化学突变之后发展起来的新的分子生物学方法.基因捕获载体是带有报告基因和/或选择标记基因的不完整的基因表达载体;这些载体所带的基因只有在整合到宿主功能基因内部且与融合的宿主基因编码框一致时才能得以表达.经典的基因捕获载体有:增强子捕获载体、基因捕获载体和启动子捕获载体.增强子载体只有一个最小化的启动子控制下游报告基因的表达活性.只有当启动子上游存在一个增强子时才能启动其下游基因的转录;而单独依靠这个启动子则不能转录.狭义的基因捕获载体是指插入到结构基因内部从而捕获该基因的载体,分为内含子捕获载体和外显子捕获载体.前者插入内含子,因此需要在无启动子的报告基因前面添加一个splice acceptor(SA)位点;后者插入外显子,因此不需SA位点就能产生融合蛋白mRNA.启动子捕获载体由一个无启动子的报告基因和选择标记基因组成,只有在捕获载体插入到内源基因的外显子中,且两阅读框一致的时候才会有报告基因和被捕获的内源基因上游编码区的融合蛋白的表达.利用某些遗传元件的遗传特性也可以构建非常有用的捕获载体.常用的有:逆转录病毒介导的捕获载体和转座子介导的捕获载体等等.该文较为全面地概括了转座子介导的捕获载体的用途和研究现状.比如:在拟南芥中应用Ac/Ds转座子元件,在果蝇中应用P-element和piggyBac转座元件,在斑马鱼中应用Tol2转座子元件,在脊椎动物研究中应用Tcl/meriner转座子超家族,以及在哺乳动物和小鼠ES细胞中应用piggyBac转座子元件.还列举了设计新颖的载体优化策略,比如:发展新的选择标记基因,利用内源核糖体识别/结合位点(IRES),去掉起始密码子和加一小段接头(linker)等方法.最后介绍了几种针对特定实验目的而设计的捕获载体.附录部分还列出了关于基因捕获技术的网络资源. 基因捕穫技術是目前最具應用前景的基因剋隆方法之一.利用該技術建立的隨機插入突變的突變體文庫,可用于尋找、鑒定和研究大量未知功能和已知功能的活化基因,它是繼自然突變、物理突變和化學突變之後髮展起來的新的分子生物學方法.基因捕穫載體是帶有報告基因和/或選擇標記基因的不完整的基因錶達載體;這些載體所帶的基因隻有在整閤到宿主功能基因內部且與融閤的宿主基因編碼框一緻時纔能得以錶達.經典的基因捕穫載體有:增彊子捕穫載體、基因捕穫載體和啟動子捕穫載體.增彊子載體隻有一箇最小化的啟動子控製下遊報告基因的錶達活性.隻有噹啟動子上遊存在一箇增彊子時纔能啟動其下遊基因的轉錄;而單獨依靠這箇啟動子則不能轉錄.狹義的基因捕穫載體是指插入到結構基因內部從而捕穫該基因的載體,分為內含子捕穫載體和外顯子捕穫載體.前者插入內含子,因此需要在無啟動子的報告基因前麵添加一箇splice acceptor(SA)位點;後者插入外顯子,因此不需SA位點就能產生融閤蛋白mRNA.啟動子捕穫載體由一箇無啟動子的報告基因和選擇標記基因組成,隻有在捕穫載體插入到內源基因的外顯子中,且兩閱讀框一緻的時候纔會有報告基因和被捕穫的內源基因上遊編碼區的融閤蛋白的錶達.利用某些遺傳元件的遺傳特性也可以構建非常有用的捕穫載體.常用的有:逆轉錄病毒介導的捕穫載體和轉座子介導的捕穫載體等等.該文較為全麵地概括瞭轉座子介導的捕穫載體的用途和研究現狀.比如:在擬南芥中應用Ac/Ds轉座子元件,在果蠅中應用P-element和piggyBac轉座元件,在斑馬魚中應用Tol2轉座子元件,在脊椎動物研究中應用Tcl/meriner轉座子超傢族,以及在哺乳動物和小鼠ES細胞中應用piggyBac轉座子元件.還列舉瞭設計新穎的載體優化策略,比如:髮展新的選擇標記基因,利用內源覈糖體識彆/結閤位點(IRES),去掉起始密碼子和加一小段接頭(linker)等方法.最後介紹瞭幾種針對特定實驗目的而設計的捕穫載體.附錄部分還列齣瞭關于基因捕穫技術的網絡資源.
기인포획기술시목전최구응용전경적기인극륭방법지일.이용해기술건립적수궤삽입돌변적돌변체문고,가용우심조、감정화연구대량미지공능화이지공능적활화기인,타시계자연돌변、물리돌변화화학돌변지후발전기래적신적분자생물학방법.기인포획재체시대유보고기인화/혹선택표기기인적불완정적기인표체재체;저사재체소대적기인지유재정합도숙주공능기인내부차여융합적숙주기인편마광일치시재능득이표체.경전적기인포획재체유:증강자포획재체、기인포획재체화계동자포획재체.증강자재체지유일개최소화적계동자공제하유보고기인적표체활성.지유당계동자상유존재일개증강자시재능계동기하유기인적전록;이단독의고저개계동자칙불능전록.협의적기인포획재체시지삽입도결구기인내부종이포획해기인적재체,분위내함자포획재체화외현자포획재체.전자삽입내함자,인차수요재무계동자적보고기인전면첨가일개splice acceptor(SA)위점;후자삽입외현자,인차불수SA위점취능산생융합단백mRNA.계동자포획재체유일개무계동자적보고기인화선택표기기인조성,지유재포획재체삽입도내원기인적외현자중,차량열독광일치적시후재회유보고기인화피포획적내원기인상유편마구적융합단백적표체.이용모사유전원건적유전특성야가이구건비상유용적포획재체.상용적유:역전록병독개도적포획재체화전좌자개도적포획재체등등.해문교위전면지개괄료전좌자개도적포획재체적용도화연구현상.비여:재의남개중응용Ac/Ds전좌자원건,재과승중응용P-element화piggyBac전좌원건,재반마어중응용Tol2전좌자원건,재척추동물연구중응용Tcl/meriner전좌자초가족,이급재포유동물화소서ES세포중응용piggyBac전좌자원건.환열거료설계신영적재체우화책략,비여:발전신적선택표기기인,이용내원핵당체식별/결합위점(IRES),거도기시밀마자화가일소단접두(linker)등방법.최후개소료궤충침대특정실험목적이설계적포획재체.부록부분환렬출료관우기인포획기술적망락자원.
Gene trapping technique is a powerful method for gene cloning and analysis. A lot of genes with unknown functions have been discovered and characterized with the help of randomly inserted mutation libraries developed by gene trapping techniques. In this article, the origin and background of gene trapping technology are briefly introduced, and then the principles of typical gene trap vectors, current progress and new efficient gene trapping techniques are discussed in detail. Disadvantage and prospects of various gene trapping technologies are also discussed.