是什么基因?qū)е铝巳橄侔┬纬桑渴鞘裁茨X細(xì)胞突變導(dǎo)致了阿爾茨海默氏癥發(fā)?。繛榱藢ふ倚碌闹委煼椒?，科學(xué)家們必須要了解細(xì)胞水平上的疾病觸發(fā)機(jī)制。在轉(zhuǎn)基因小鼠上開展實(shí)驗(yàn)成為了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究一個(gè)不可或缺的部分?，F(xiàn)在，科學(xué)家們開發(fā)了一種新方法，可以幫助實(shí)驗(yàn)室用較少的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物開展他們的研究。

科學(xué)家們利用轉(zhuǎn)基因小鼠來研究疾病的基本機(jī)制。這些“基因敲除”小鼠攜帶著被認(rèn)為可以觸發(fā)疾病的某些基因或基因區(qū)域。

對于實(shí)驗(yàn)室而言，基因敲除技術(shù)需要付諸大量的時(shí)間和精力?！翱茖W(xué)家們一開始在胚胎干細(xì)胞內(nèi)操控一種遺傳缺陷，然后他們將操控的干細(xì)胞移植到小鼠胚胎中，”慕尼黑工業(yè)大學(xué)（TUM）的Wolfgang Wurst教授說。

定制遺傳缺陷

經(jīng)過多個(gè)步驟之后，生成的生物具有改造和未改造兩種細(xì)胞。研究人員必須將小鼠進(jìn)行數(shù)次雜交，直至它們的后代身體內(nèi)所有的細(xì)胞都攜帶上敲除特征。在所有測試中，科學(xué)家們必須要投入1-2年的時(shí)間才能生成一種功能性的小鼠模型。

現(xiàn)在，由Wurst教授和Ralf Kühn博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開發(fā)出了一種新方法，使得他們能夠在更短的時(shí)間內(nèi)完成這一過程——僅需要四個(gè)多月的時(shí)間。他們在受精的小鼠卵細(xì)胞中直接進(jìn)行基因修飾，從而使后代體內(nèi)所有的細(xì)胞都獲得相同的遺傳缺陷?！巴ㄟ^除去耗時(shí)的雜交階段，實(shí)驗(yàn)室能夠用更少的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，更快地生成小鼠模型。”

對DNA鏈進(jìn)行高精度切割

研究小組利用了轉(zhuǎn)錄激活因子效應(yīng)物核酸酶（transcription activator-like effector nucleases ，TALENs）來完成研究實(shí)驗(yàn)。這些DNA工具具有雙重功能：一部分識別和結(jié)合特定基因，另一部分原位切割DNA鏈。這些超精確性的DNA“手術(shù)刀”開發(fā)還只有數(shù)年的時(shí)間。

Wurst 說：“TALEN酶具有一種簡單的、模塊化的結(jié)構(gòu)。這意味著我們可以制造出許多的變異體，來切斷基因組中所有的基因，修改它們達(dá)到特定目的?！边@一技術(shù)使得科學(xué)家們能夠敲除特定基因，在細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)入遺傳缺陷，及修復(fù)遺傳缺陷。

“我們利用TALEN程序?qū)⑴c人類癡呆有關(guān)的突變移植到小鼠生殖細(xì)胞中。這些動(dòng)物模型將有助于我們了解癡呆背后的分子機(jī)制。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于，我們理論上可以在實(shí)驗(yàn)小鼠上模擬所有的遺傳性疾病，”Wurst說。