历史

基因打靶技术是从20世纪80年代发展起来的，是建立在对同源重组不断了解的基础之上。首先是以酵母这种较为简单的真核模式生物为基础，来对相关技术进行研究。随着外源DNA导入酵母细胞方法的建立、标记基因有效选择的利用、同源重组转化子筛选系统的建立、载体同源序列DNA（靶标）双链断裂提高同源重组效率的利用，使得基因打靶技术逐渐成熟起来。而对于哺乳动物细胞，由于其基因组比酵母细胞要大且复杂，基因打靶的成功率很低。因此要将基因打靶技术应用于哺乳动物，还需要新的策略。1989年，利用胚胎干细胞，美国科学家马里奥·卡佩奇和奥利弗·史密斯与英国科学家马丁·埃文斯，将基因打靶技术成功地应用于小鼠；他们也因此获得了2007年诺贝尔生理学与医学奖。

原理和方法

将外源DNA导入靶细胞后，利用基因重组，将外源DNA与靶细胞内染色体上同源DNA间进行重组，从而将外源DNA定点整合入靶细胞基因组上某一确定的位点。

对于不同的生物体，所使用的基因打靶的方法也不用。对于小鼠来说，大致的流程如下：

从小鼠胚胎上提取干细胞；

同时，构建靶载体，靶载体中含有与靶基因同源的DNA片段；

将靶载体转染到干细胞中；

将筛选后获得的含有靶载体的干细胞进行扩增；

将含有靶载体的干细胞注入小鼠胚胎；

胚胎发育为嵌合体小鼠（部分器官为该改造后的干细胞发育而成）后，通过选择性培育（将嵌合体小鼠与正常小鼠交配，在下一代中进行筛选），获得基因敲除小鼠（全部器官为该改造后的干细胞发育而成）。

修改后的方法还可用于其他哺乳动物，如牛、羊、猪等。

基因打靶技术还被用于一些植物，特别是小立碗藓的研究。

遗传学

同源重组

基因敲除、基因敲除小鼠

小立碗藓

Toll样受体

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