一、细胞基因敲低(knockdown, KD)
细胞基因敲低作为一种高效、精准的基因功能研究手段,不仅是解析生命本质的核心手段,也是推动生物医药、细胞治疗与工程细胞株优化的关键技术平台。其在基础研究、疾病建模、细胞工程与临床转化中的研究价值将持续扩大。
主流方法 CRISPR/Cas9系统敲除:该方法使用CRISPR/Cas9系统,通过设计gRNA靶向目的基因序列,可对靶向的片段进行切除。在细胞的修复过程中,由于原本片段被切除,会在切除片段处出现基因的缺失或突变,从而导致靶向基因的失活。
基因敲低细胞系(Gene Knockout Cell Line)是指在特定细胞中人为删除或失活某个基因,从而使该细胞不再表达该基因编码的蛋白质的细胞系。这种细胞系常用于研究该基因的功能,以及它在细胞生理、生化途径、疾病机制中的作用。常用的方法如CRISPR-Cas9技术:利用Cas9核酸酶在目标基因处产生双链断裂,随后通过非同源末端连接(NHEJ)导致框移突变,使基因失活。
细胞基因敲低技术方案:
方法
siRNA干扰
shRNA干扰
CRISPRI沉默
载体需求
无需
需要
优势
效果快,操作简单,不需要进行载体构建,敲低可逆
适用范围广,能长效发挥作用,不改变原本基因
抑制水平较高,脱靶少,不改变原本基因
劣势
效果仅能维持数天,脱靶风险高,对非分裂细胞无效
周期长,制备复杂,无法做到完全敲除,不可逆
无法做到完全敲除,对于转录频繁的基因效果差
针对需求
短时间内验证功能
长期验证功能,原代细胞基因功能抑制
基因长期功能验证
二、细胞基因敲除
基因敲除细胞系(Gene Knockout Cell Line)指利用CRISPR-Cas9等技术,在基因组层面永久删除或失活目标基因,使细胞完全丧失该基因编码蛋白的表达。这类细胞系是解析基因功能、信号通路及疾病机制的核心工具。
三、基因敲除与敲低,怎么选?
基因敲低(KD)一般通过RNA干扰(RNAi)技术特异性降解靶基因mRNA,从而抑制基因表达的生物工程技术。该技术利用双链小RNA与靶基因mRNA的同源序列结合,经RISC复合体切割导致mRNA降解,实现基因表达阻断。与基因敲除不同,基因敲低不改变基因组DNA序列,仅暂时下调基因表达水平且不可遗传。
基因敲低和基因敲除差异:
维度
基因敲除(KO)
基因敲低(KD)
原理
永久删除基因,蛋白"归零"
siRNA/shRNA暂时压制,蛋白"减量"
时效
稳定遗传,永不反弹
3-7天衰减,需持续给药
场景
功能缺失、通路终点、药物靶点验证
必需基因初筛、剂量效应、急性实验
交付
PCR+Sanger双验证,可选WB
改变splice qPCR+WB双验证
附:CRISPR-HD™敲除——永久、彻底、可重复;
siRNA-Pro™敲低——快速、可控、可诱导。
四、联系方式
电话:13155297675(企业微信同号) | 邮箱:wuhan_institute@elevin.cn
官网:www.laierwen.com
来尔文(武汉)生物医药研究院
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