基因敲除大鼠模型成功建立

2010-8-24 9:53:35

Nature：基因敲除大鼠模型成功建立

8月11日，Nature在线发表了华裔科学家应其龙研究组的

最新研究成果。他们首次成功的获得了基因敲除大鼠，这是世界上第二种完成基因敲除的动物模型，该研究为进一步分析人类疾病提供了一种新的平台。

小鼠基因敲除技术是研究许多新基因的重要工具，因此这项研究成果也获得了诺贝尔奖，但是这一技术至今还未在第二种动物中实现过，而作为与小鼠同样应用广泛的模式动物：大鼠，迄今为止，科学家们还不能从遗传操作的角度在这种动物中敲除，或者添加某种基因。但是由于大鼠在很多方面更接近于人类，因此如果能实现这种模式动物的基因敲除，将有利于未来创建更有效的动物模型，用于人类疾病的研究。正如钱其军教授说的那样，“由于大鼠在很多方面更接近于人类, 因此大鼠的基因敲除模型将会广泛应用于各种研究。”

要想获得大鼠基因敲除模型，势必会遇到许多技术难题，其中的关键就在于建立能生殖传代的大鼠的胚胎干细胞株，同时也需寻找最佳受体的囊胚。研究人员首先需要对动物进行遗传工程操作，这要求科学家能将干细胞（比如生殖细胞）培养成完整的动物个体，而该研究组在之前的研究中就积累

了这方面的许多经验，其研究组一直以来都从事胚胎干细胞研究，曾发表多篇Nature，Cell文章，比如曾在Nature文章中证实干细胞移植主要原因可能是细胞融合而不是分化，这是干细胞开创性进展之一。

在最新的这项研究中，研究人员在大鼠中成功的敲除了一种p53抑癌基因，这个基因可以说是癌症研究中的明星基因，对它的研究已经从一种抑癌基因，发展到几十种抑癌基因群体，从一条单一细胞通路，发展成多种细胞信号网络。因此p53敲除大鼠模型的建立对于未来分析癌症机理，信号网络具有重要的意义。

那么为什么研究人员会选择了p53作为敲除基因？钱教授在回答这一问题的时候说，“P53基因是目前研究最多的基因之一，如P53基因突变与肿瘤发生有关，小鼠的P53基因敲除可发生肉瘤，而并非发生类似于人类癌症，而且P53基因小鼠肉瘤的发生率也较低。在大鼠中进行P53基因敲除是否会发生类似于人类癌症组织值得关注。”

在敲除基因操作方面，小鼠和大鼠有何区别？钱教授表示这两者并无明显的区别，那么也就是说在未来的应用方面，大鼠基因敲除技术很可能会像小鼠基因敲除技术一样，成为一种新型分子生物学技术，被广泛应用到生物学领域中的各个方面！（生物谷）

钱其军教授——第一届肿瘤基础和转化医学国际研讨会演

讲嘉宾

演讲题目：抗肿瘤生物治疗的现状和前景：全长抗体基因治疗的范例

转基因小鼠：后基因组时代的研究利器——生物谷专访赛业生物Cyagen Biosciences中国市场总监孙久峰

生物谷推荐原文出处：

Nature doi:10.1038/nature09368

Production of p53 gene knockout rats by homologous recombination in embryonic stem cells

Chang Tong1, Ping Li1,3, Nancy L. Wu2, Youzhen Yan2 &

Qi-Long Ying1

Eli and Edythe Broad Center for Regenerative Medicine and Stem Cell Research at USC, Department of Cell and Neurobiology, Keck School of Medicine, University of Southern California, Los Angeles, California 90033, USA

USC/Norris Cancer Center Transgenic/Knockout Core Facility, Keck School of Medicine, University of

Southern California, Los Angeles, California 90033, USA

The use of homologous recombination to modify genes in embryonic stem (ES) cells provides a powerful means to elucidate gene function and create disease models1. Application of this technology to engineer genes in rats has not previously been possible because of the absence of germline-competent ES cells in this species. We have recently established authentic rat ES cells2, 3. Here we report the generation of gene knockout rats using the ES-cell-based gene targeting technology. We designed a targeting vector to disrupt the tumour suppressor gene p53 (also known as Tp53) in rat ES cells by means of homologous recombination. p53

gene-targeted rat ES cells can be routinely generated. Furthermore, the p53 gene-targeted mutation in the rat ES-cell genome can transmit through the germ line via ES-cell rat chimaeras to create p53 gene knockout rats. The rat is the most widely used animal model in biological research4, 5, 6, 7. The establishment of gene targeting technology in rat ES cells, in combination with advances in genomics and the vast