反向遗传学技术

反向遗传学技术刘宁092408143反向遗传学技术应用反向遗传学技术发展前景反向遗传学技术概述反向遗传学技术概述反向遗传学反向遗传学技术反向遗传学反向遗传学(reversegenetics)是相对于正向(经典)遗传学而提出的。反向遗传学则是在已知基因序列的基础上,利用现代生物理论与技术,通过核苷酸序列的突变、缺失、插入等手段创造突变体并研究突变所造成的表型效应。反向遗传学是直接从生物的遗传物质入手来研究基因的生物学功能,阐述生物生命发生的本质现象与规律,如生物的繁殖复制机制、病毒的致病机制等。经典遗传学的系统研究是从孟德尔的豌豆花实验开始的,就是通过研究生物的表型、性状来推测其遗传物质组成、分布与传递规律等,从而研究生命过程的发生与发展规律的。正向遗传学主要研究生物突变性状的遗传行为,如控制突变性状的基因数目及其在染色体上的位置以及突变性状在后代中的传递规律等。与反向遗传学操作相关的各种技术统称为反向遗传学技术(reversegeneticsapproach),包括RNA干扰(RNAreference,RNAi)技术、基因沉默技术、基因体外转录技术等,是DNA重组技术应用范围的扩展与延伸。反向遗传学技术基因功能的研究植物抗病毒作物品质改良疫苗开发疾病治疗反向遗传学技术应用基因功能的研究①用于研究高等动植物相关基因功能:一些高等动、植物(如人类、水稻)测序完成后,最具有挑战性的工作就是确定所有基因序列的生物学功能,通过基因突变、删除等,利用反向遗传学方法来研究未知基因的功能已受到研究者的广泛关注。也可用该方法研究致使植物杂交不育与杂交失活相关基因的功能,是物种形成的遗传学研究的良好工具。②用于基因的克隆测序与定位:用反向遗传学途径克隆新基因是依据被克隆基因在染色体上的位置来实现,以图位克隆与转座子标签技术为常见。随着现代生物信息学的发展,出现了更为便捷的电子克隆方法。还可以用于研究动、植物细胞内DNA的同源重组,基因序列分析;可在DNA的分子水平上构建嵌合病毒以研究病毒基因组的基因功能。此外,反向遗传技术也被用于研究蛋白质与核酸之间的相互作用关系等方面。植物抗病毒在自然状态下,病毒在植物体内不正常复制中断时会产生dsRNA,这就为植物体内的RNAi提供了一个诱导起始物,从而引发了植物体内的RNAi机制,降解病毒的基因组,导致植物体对病毒的天然抵抗力,因此RNAi系统是植物天然的病毒防御系统。利用RNAi的原理已成功研制成功抗黄斑病毒水稻。作物品质改良RNAi技术能否应用于植物改良关键在于产生的变异能否稳定地遗传。Stoutjesdijk等在拟南芥FAD2基因的hpRNA介导的基因沉默研究中,证明基因抑制效果可在子代稳定传递,首次明确了RNAi技术在作物改良尤其是种子品质性状改良方面的应用潜力。反向遗传学技术为研究流感病毒开辟了全新的思路，利用该技术可以从分子水平上研究病毒生活史，可以很容易地对病毒的复制及致病性分子机理进行研究，同时还可用于流感标记疫苗的研制.反向遗传操作技术最具潜力、最吸引人的应用还是在于流感疫苗株的筛选，其优越性一方面在于可以解决流感大流行发生时疫苗生产的时效问题。目前，已成功研制出流感疫苗。疫苗开发甲型H1N1流感病毒裂解疫苗疾病治疗RNA干扰可以特异地沉默与疾病有关的内源或外源基因,或者沉默致病过程中与一些中间代谢产物的合成、分解有关的蛋白基因,而不会对个体的生长发育产生影响,这些特性为RNA干扰在疾病治疗上的应用开创了广阔的前景。目前已应用于糖尿病.脑血管疾病的治疗。反向遗传学技术发展前景利用反向遗传学技术高效性的研制病毒疫苗。利用反向遗传学技术可以创造出对人类有益的新型病毒。利用反向遗传学技术进行临床基因疾病的治疗。将反向遗传学技术应用于植物动物的品种改良。作为新兴的学科,反向遗传学的研究正处于快速的起步阶段,随着正向遗传学和反向遗传学的结合,它们将会为遗传学及其相关的生物化学、分子细胞和发育生物学等领域的未来发展指明方向,更好的为人类了解生命的本质贡献力量。因此,反向遗传学技术具有广泛的研究与前景。展望参考文献1.反向遗传学技术的应用杨彬1,王雪峰1,2,王凤龙中国畜牧兽医2008年第35卷第12期2.反向遗传学技术及在RNA病毒研究中的应用张英1,李莉1(1.吉林大学畜牧兽医学院,吉林长春130062;2.军事医学科学院军事兽医研究所,吉林长春130062动物医学进展,2008,29(3)3.反向遗传学技术及其应用蒋玲艳,王林果(玉林师范学院化学与生物系,广西玉林537000医学综述2006年3月第12卷第6期4.反向遗传学在现代生物学领域中的应用杨宇(沈阳农业大学辽宁省农业生物技术重点实验室,生物技术通报2009年第5期5.反向遗传学在植物研究中的应用6.流感病毒反向遗传学技术研究进展刘大飞1)中国农业科学院哈尔滨兽医研究所，兽医生物技术国家重点实验室，农业部动物流感重点开放实验室ProgressinBiochemistryandBiophysics2008,35(8):7.反向遗传学技术在病毒RNA聚合酶研究中的应用董杰1杜江1王晓芳中国医学科学院病原生物学研究所,北京100730;21中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所,北京Theend,thankyou!