基因剔除

基因剔除是用DNA重組技術剔除或破壞生物體基因組內某一特定基因，而後觀察由此引起的表型改變。

現以小鼠為例，先將待剔除的基因製成缺失突變型，在缺失的位置上插入一個選擇基因如新黴素抗性基因(neo)，同時再接上另一個選擇基因如胸苷激酶基因(tk)。將這一段帶有已失去原有功能的待剔除基因的DNA片段裝在載體上，轉入在體外培養的小鼠胚胎幹細胞(embryonic stem cells，ES cells)。在細胞內，通過同源重組將基因組裏有功能的待剔除基因置換掉，也就是被剔除了。因為轉入的外源DNA片段只有通過同源重組整合進基因組時，方能把片段上連接在待剔除基因旁邊的選擇基因丟掉。非同源重組也就是隨機整合，則會把整個外源DNA片段包括已失去功能的待剔除基因序列和兩個選擇基因，全部插入ES細胞的基因組。此時，在體外培養ES細胞時，在培養液里加入針對兩個選擇基因的適當的化學物質，就可使隨機整合(此時整個外源DNA包括neo和tk基因都被整合)而仍保留着待剔除基因的ES細胞被選擇性地殺死；只有發生了同源重組(此時，tk基因不被整合)使待剔除基因被置換或剔除掉的ES細胞，方能選擇性地存活下來。然後將這些存活的ES細胞注射進小鼠早期胚胎。由於ES細胞是二倍體細胞，所以已經剔除了待剔除基因的ES細胞是該基因的雜合子，也就是ES細胞的一對同源染色體中只有一條染色體上的等位基因被剔除了。所以這種ES細胞注入小鼠胚胎後產下的小鼠也是該基因的缺失雜合體，需要把同是該基因缺失雜合體的雌雄小鼠交配，從子代中選出該基因缺失的純合體，其概率為四分之一。這些缺失純合小鼠可用於研究鑑定被剔除基因的生物功能。 ^[1]