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锌指核酸酶技术在基因治疗中的应用研究进展

西北农林科技大学学报（自然科学版） 2011年第6期39卷 55-60页

作者：李战伟王令任刚王昕张智英西北农林科技大学动物科技学院陕西杨凌712100

锌指核酸酶技术是一种新兴的基因高效靶向修饰和调控技术,目前该技术已在人类疾病的基因治疗中得到应用,通过敲除致病基因使其丧失致病性或者通过修复突变基因使基因表达正常,实现了对多种人类疾病的基因治疗。基于提高锌指核酸酶效率... 详细信息

锌指核酸酶技术是一种新兴的基因高效靶向修饰和调控技术,目前该技术已在人类疾病的基因治疗中得到应用,通过敲除致病基因使其丧失致病性或者通过修复突变基因使基因表达正常,实现了对多种人类疾病的基因治疗。基于提高锌指核酸酶效率、特异性和降低细胞毒性等方面的研究较少的现状,特就人工锌指核酸酶介导的基因敲除和基因同源重组修复等在人类疾病基因治疗方面的应用及存在问题进行了综述,并对相关研究的开展进行了展望。

关键词：基因治疗锌指核酸酶同源重组靶向修饰

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锌指核酸酶在基因组靶向修饰中的应用

中国生物化学与分子生物学报 2009年第7期25卷 585-589页

作者：王令张存芳张智英西北农林科技大学动物科技学院陕西杨陵712100

同源重组和逆转录病毒介导转基因法是目前基因组修饰中常用的两种主要方法.由于这些传统方法效率低,特异性差等缺点,制约了其在研究中的应用.锌指核酸酶(zinc finger nuclease,ZFN)是一种人工合成酶,含有锌指蛋白DNA结合域和非特异性核... 详细信息

同源重组和逆转录病毒介导转基因法是目前基因组修饰中常用的两种主要方法.由于这些传统方法效率低,特异性差等缺点,制约了其在研究中的应用.锌指核酸酶(zinc finger nuclease,ZFN)是一种人工合成酶,含有锌指蛋白DNA结合域和非特异性核酸酶FokI结构域.ZFN在对基因组的靶向修饰时,表现出高度特异性和高效性.最新研究结果显示,锌指核酸酶在哺乳动物细胞和斑马鱼基因组靶向敲除的效率高达20%.这一技术的出现,将给基因组靶向修饰的研究和应用领域带来革命,特别是在基因治疗人类疾病方面有巨大的潜力和广阔的前景.

关键词：锌指核酸酶同源重组基因组靶向修饰基因治疗

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锌指核酸酶技术在植物基因工程中的应用

中国生物工程杂志 2013年第1期33卷 109-113页

作者：宋芸乔永刚李贵全山西农业大学生命科学学院太谷030801

锌指核酸酶(zinc finger nucleases,ZFNs)由3到4个锌指结构(zinc fingers,ZFs)和FokⅠ核酸内切酶的剪切结构域组成。锌指核酸酶(ZFNs)通过锌指结构(ZFs)与特异核酸位点结合,再利用FokⅠ的酶切作用切割DNA,引起特异位点DNA双链断裂(doubl... 详细信息

锌指核酸酶(zinc finger nucleases,ZFNs)由3到4个锌指结构(zinc fingers,ZFs)和FokⅠ核酸内切酶的剪切结构域组成。锌指核酸酶(ZFNs)通过锌指结构(ZFs)与特异核酸位点结合,再利用FokⅠ的酶切作用切割DNA,引起特异位点DNA双链断裂(double strand break,DSB)。DNA双链断裂可以通过非同源末端连接(non-homologous end joining,NHEJ)或同源重组(homologous recombination,HR)来修复。在修复过程中实现对基因组DNA的靶向修饰。介绍了锌指核酸酶结构、人工构建途径,作用机理和试验步骤,重点综述了锌指核酸酶技术在植物基因工程的应用。

关键词：锌指核酸酶基因打靶植物基因工程

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锌指核酸酶介导的高效多位点基因打靶

科学通报 2012年第9期57卷 711-719页

作者：唐冬生蒋泓刘芳王克振张勇曾芳梁沂梅邓廷贤欧阳宏佳李月琴张细权周天鸿佛山大学医学院佛山528000 暨南大学生命科学学院广州510632 华南农业大学动物科学学院广州510642

该研究旨在建立锌指核酸酶介导的多位点基因打靶技术,为获得稳定遗传的转基因动物或基因治疗临床应用解决技术难题.首先利用OPEN平台设计、构建能识别人基因组内rDNA基因间隔序列的锌指蛋白基因序列,与FokⅠ的切割结构域连接、表达后获... 详细信息

该研究旨在建立锌指核酸酶介导的多位点基因打靶技术,为获得稳定遗传的转基因动物或基因治疗临床应用解决技术难题.首先利用OPEN平台设计、构建能识别人基因组内rDNA基因间隔序列的锌指蛋白基因序列,与FokⅠ的切割结构域连接、表达后获得锌指核酸酶基因,再构建锌指核酸酶真核表达载体.另外,构建含有2条同源重组引导序列和绿色荧光蛋白基因(EGFP)的多位点基因打靶载体.将锌指核酸酶真核表达载体和多位点基因打靶载体共转染HEK293细胞,内参对照PCR-灰度分析法检测外源基因定点整合效率,结果显示单独转染多位点基因打靶载体的定点整合效率为6.8%;而由于锌指核酸酶在染色质DNA上切割rDNA基因的间隔序列,诱导高效同源重组,锌指核酸酶载体、多位点基因打靶载体共转染的定点整合效率为24.2%,较常规基因打靶定点整合率(10-6～10-5)提高了24000多倍.共转染的HEK293细胞在无任何筛选的条件下持续培养2个月,经过20次传代之后,子代细胞能够持续表达EGFP,提示表达稳定.本研究建立了锌指核酸酶介导的高效多位点基因打靶技术,不仅大大提高了外源基因的定点整合效率,而且兼顾了基因表达的稳定性和安全性,为动物定点转基因和人类基因治疗提供了重要的技术平台,具有广泛的应用前景.

关键词：锌指核酸酶基因打靶多位点同源重组定点整合稳定表达转基因动物基因治疗

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人工锌指核酸酶介导的基因组定点修饰技术

遗传 2011年第7期33卷 665-683页

作者：肖安胡莹莹王唯晔杨志芃王展翔黄鹏佟向军张博林硕北京大学生命科学学院细胞增殖与分化教育部重点实验室北京100871

锌指核酸酶(ZFN)由锌指蛋白(ZFP)结构域和Fok I核酸内切酶的切割结构域人工融合而成,是近年来发展起来的一种可用于基因组定点改造的分子工具。ZFN可识别并结合特定的DNA序列,并通过切割这一序列的特定位点造成DNA的双链断裂(DSB)。在... 详细信息

锌指核酸酶(ZFN)由锌指蛋白(ZFP)结构域和Fok I核酸内切酶的切割结构域人工融合而成,是近年来发展起来的一种可用于基因组定点改造的分子工具。ZFN可识别并结合特定的DNA序列,并通过切割这一序列的特定位点造成DNA的双链断裂(DSB)。在此基础上,人们可以对基因组的特定位点进行各种遗传操作,包括基因打靶、基因定点插入、基因修复等,从而能够方便快捷地对基因组实现靶向遗传修饰。这种新的基因组定点修饰方法的突出优势是适用性好,对物种没有选择性,并且可以在细胞和个体水平进行遗传操作。文章综述了ZFN技术的研究进展及应用前景,重点介绍ZFN的结构与作用机制、现有的靶点评估及锌指蛋白库的构建与筛选方法、基因组定点修饰的策略,以及目前利用这一技术已成功实现突变的物种及内源基因,为开展这一领域的研究工作提供参考。

关键词：锌指核酸酶锌指蛋白基因组定点修饰基因打靶分子工具

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锌指核酸酶技术的应用

生命的化学 2011年第1期31卷 146-151页

作者：张伟锋夏海滨陕西师范大学基因治疗研究室西安710062

锌指核酸酶(zinc finger nuclease,ZFN)技术是近年来发展起来的一种对基因组DNA实现靶向修饰的新技术。ZFN通过作用于基因组DNA上特异的靶位点产生DNA双链切口(double strand break,DSB),然后经过非同源末端连接(non-homologous end joi... 详细信息

锌指核酸酶(zinc finger nuclease,ZFN)技术是近年来发展起来的一种对基因组DNA实现靶向修饰的新技术。ZFN通过作用于基因组DNA上特异的靶位点产生DNA双链切口(double strand break,DSB),然后经过非同源末端连接(non-homologous end joining,NHEJ)或同源重组(homologous recombination,HR)途径实现对基因组DNA的靶向敲除或者替换。该技术近些年来已经被广泛应用于基因靶向修饰的研究。本文在简要介绍ZFN技术的基础上,重点综述了目前该技术在基因靶向修饰中的应用研究进展,并同时对该技术目前所需解决的一些问题以及未来的研究方向进行了分析。

关键词：锌指核酸酶靶向修饰同源重组基因治疗

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锌指核酸酶及其应用研究进展

河南农业科学 2014年第8期43卷 1-9页

作者：李万利李文清王明发王二耀曹文广中国农业科学院北京畜牧兽医研究所北京100193 河南省农业科学院畜牧兽医研究所河南郑州450002 河南农业大学生命科学学院河南郑州450002

锌指核酸酶由锌指和非限制性切割酶两部分组成,锌指能特异性结合基因组双链DNA,非限制性切割酶能造成染色体上双链DNA的断裂,通过机体的修复机制可以使目的基因突变或外源基因插入,进而应用于转基因动物的制备。综述了锌指、切割酶及采... 详细信息

锌指核酸酶由锌指和非限制性切割酶两部分组成,锌指能特异性结合基因组双链DNA,非限制性切割酶能造成染色体上双链DNA的断裂,通过机体的修复机制可以使目的基因突变或外源基因插入,进而应用于转基因动物的制备。综述了锌指、切割酶及采用锌指核酸酶制备转基因动物的研究进展,主要包括锌指的发现、结构及与DNA结合时的碱基分布和结合方式,锌指的筛选和设计方法;切割酶的研究进展包括FokⅠ的发现及切割特点,基因修饰后的异源二聚体切割特异性等。

关键词：锌指切割酶锌指核酸酶显微注射转基因动物

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锌指核酸酶技术在动物转基因中的研究进展

中国畜牧兽医 2014年第8期41卷 188-192页

作者：袁玉国彭秋玲扬州大学兽医学院江苏省动物重要疫病与人兽共患病防控协同创新中心江苏扬州225009 扬州大学动物科学与技术学院江苏扬州225009 宜春学院化学与生物工程学院江西宜春336000

锌指核酸酶(zinc-finger nucleases,ZFNs)技术是近年来发展起来的一种基因修饰技术,利用ZFNs可特异识别靶位点DNA序列并使其断裂。与传统基于同源重组的基因打靶相比,ZFNs能使打靶效率提高100000倍,并使基因断裂与突变修复达到同样效果... 详细信息

锌指核酸酶(zinc-finger nucleases,ZFNs)技术是近年来发展起来的一种基因修饰技术,利用ZFNs可特异识别靶位点DNA序列并使其断裂。与传统基于同源重组的基因打靶相比,ZFNs能使打靶效率提高100000倍,并使基因断裂与突变修复达到同样效果。ZFNs已经应用于多种生物,包括昆虫、两栖类生物、线虫、植物、多种动物和人类细胞。这些应用提高了人们对复杂生理系统的理解,使ZFNs成为一种生产转基因动物、细胞系和植物的有力工具,并在治疗人类疾病中发挥重要作用。文章对ZFNs技术原理及其应用于哺乳类动物转基因的研究进行了回顾和展望。

关键词：锌指核酸酶动物转基因基因打靶

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锌指核酸酶技术在基因组定点修饰中的应用

畜牧与兽医 2013年第1期45卷 96-100页

作者：张庆晓曹少先苏磊王慧利孟春花王锋江苏省农业科学院畜牧研究所江苏南京210014 南京农业大学动物科技学院江苏南京210095

锌指核酸酶已作为一种基因组编辑工具成功应用于多种有机体及细胞类型。它包括一个非特异的FokⅠ核酸内切酶DNA切割结构域和一个特异性的DNA结合结构域。可以在基因组定点产生双链断裂,并通过细胞对基因组DNA的自我修复途径使基因打靶... 详细信息

锌指核酸酶已作为一种基因组编辑工具成功应用于多种有机体及细胞类型。它包括一个非特异的FokⅠ核酸内切酶DNA切割结构域和一个特异性的DNA结合结构域。可以在基因组定点产生双链断裂,并通过细胞对基因组DNA的自我修复途径使基因打靶效率提升几个数量级。当包含该位点同源区的外源DNA存在时发生同源重组修复,实现外源基因的定点敲入,无同源DNA存在时通过非同源末端连接途径产生基因突变。在锌指核酸酶技术出现前,基因打靶动物的生产主要是依靠ES细胞系上的同源重组技术或核移植基础上的克隆技术,但仅限于极少数物种。本文简要介绍这一技术作用原理和设计方法,以及它在疾病治疗,模式动物研究和动物生物反应器方面的最新研究进展,旨在展示锌指核酸酶技术的广阔前景。

关键词：锌指核酸酶同源重组非同源末端连接