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北京大学张博教授实验室研究取得重要突破

来源:研教网 发布时间:2016-09-06 发布者:管理员

2013年2月24日,《Nature Methods》在线发表了以张博教授实验室为主的研究论文“TALEN mediated precise genome modification by homologous recombination in zebrafish”。该研究团队利用TALE核酸酶(TALEN)在斑马鱼酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,th)基因中造成DNA双链定点断裂,同时利用经典的长双链DNA作为打靶载体,成功地通过同源重组将GFP基因整合到内源的th基因中,并且证明这种经过精确修饰的突变等位基因可以稳定遗传到后代中。

利用同源重组的方法对基因组进行精确修饰,对于研究基因功能、构建人类疾病的动物模型、遗传育种等非常重要。然而,由于同源重组的效率很低,传统的同源重组必须依赖于ES细胞,因此一般仅限于在细胞水平和小鼠中应用。近年来,随着ZFN(zinc finger nuclease) 和 TALEN(transcription activator-like effector nuclease)等技术的发展和应用,人们可以在很多物种中对靶基因进行定点突变,但上述方法所得到的基因的突变形式是随机的,因而无法进行精确控制,也就无法进行基因敲入(knock-in)和条件性基因敲除(knock-out)。

张博教授实验室利用TALEN造成DNA双链断裂,大大提高了同源重组效率,从而在模式生物斑马鱼中实现了真正意义上的同源重组基因打靶。三位审稿人都认为,该工作不仅对斑马鱼研究领域影响巨大,而且这种方法应该能够应用于其他物种,使同源重组基因打靶摆脱对ES细胞的依赖,因而可能对畜牧业产生深远影响(“The technology may have potential to transform the practice of livestock breeding in general.”)。

这项工作是张博实验室继2011年率先在国际上报道利用TALEN在斑马鱼中成功实现可遗传的基因定点突变之后的又一项新的突破。张博教授实验室09级博士研究生祖尧和佟向军副教授为文章的共同第一作者。这项工作得到了973项目和国家自然科学基金的资助。

来源:北京大学新闻网


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