與基因剔除相比,這項技術具有操作過程簡便,抑製基因功能的不完全性和可調控性等優點,但是由於RNAi 的機製至今仍未解釋清楚,很多設計的dsRNA不能產生抑製靶基因轉錄後沉默的效果,而且由於RNAi 並不像基因敲除那樣100%地把基因從基因組中剔除掉,所以有時也會因背景的不幹淨導致產生的表型難以分析。前者麵臨的問題會隨著對RNAi 機理的探明而得到解決,而後者則是由於RNAi 本身的性質決定的。目前隻有基因敲除小鼠或基因突變小鼠能達到基因水平的剔除或滅活。因此,在研究工作應根據具體的研究目標選擇轉基因動物的製備方法。
轉基因動物技術經過多年的發展,在技術的多樣性和實用性方麵都取得了顯著進步,從起初的顯微注射方法,到近年來發展的體細胞克隆技術,給製備轉基因和基因打靶大型動物提供了手段,使人們在製備轉基因動物時的選擇性增多。但在製備技術方麵和應用範圍上,都還存在很大的發展空間。
11.2轉基因動物的檢測
由於外源基因整合到受體動物基因組中,存在著拷貝數低、基因表達效率低、不表達、外源基因與內源性基因同源性高以及嵌合體等問題,所以有必要選擇適當的檢測方法,確認目的基因整合到受體動物中後是否能夠穩定遺傳和發揮功能。
11.2.1染色體和基因水平
1.DNA斑點雜交
DNA斑點雜交(DNA blot hybridization)是通過直接將變性的待測DNA樣品點在尼龍膜(或硝酸纖維素膜)等固體支持物上,然後和探針雜交,從而檢測樣品中是否存在目的DNA序列。該方法具有快速、簡便、靈敏度高(能從2~5μg 基因組DNA中檢出單拷貝基因)等優點,適用於對大批子代轉基因動物進行初篩,但易出現假陽性。
2.PCR技術
PCR技術是DNA體外擴增技術,在轉基因動物研究中,用PCR先對著床前的胚胎進行篩選,再將陽性胚胎植入母體,可極大地提高轉基因效率。但該方法易出現假陽性,僅用於轉基因動物的初步檢測。
3.Southern印跡法
Southern印跡雜交技術是通過探針和已結合於硝酸纖維素膜(或尼龍膜)上的經酶切、電泳分離的變性DNA鏈雜交,檢測樣品中是否存在目的DNA序列的方法。該法不僅靈敏而且準確,並且通過對多種( ≥ 5)限製性內切酶酶切後的Southern雜交結果分析,可以初步確定外源基因整合的拷貝數,因而廣泛用於轉基因動物的篩選和鑒定。
4.染色體原位雜交
染色體原位雜交(in situhybridization)是確定轉基因在染色體上確切位置的重要手段,其原理是利用堿基互補的原則,以放射性同位素或非放射性同位素標記的DNA片段作探針,與染色體標本上的基因組DNA進行雜交,經放射自顯影或非放射性檢測體係在顯微鏡下直接觀察目的DNA片段在染色體上的位置。
11.2.2轉錄水平
在mRNA水平檢測外源基因是否表達,其中常用的有Northern 印跡法、實時熒光定量PCR、基因芯片等方法。
1.Northern 印跡法
該方法是通過探針和已結合於硝酸纖維素膜(或尼龍膜)上的RNA分子雜交,檢測樣品中是否存在目的RNA序列。該技術操作簡便,在轉基因和內源基因同源性較少時,可用於轉基因表達的檢測。
2.實時熒光定量PCR
實時熒光定量PCR(real-time PCR,RT-PCR)是在PCR定性技術基礎上發展起來的核酸定量技術。它是一種在PCR體係中加入熒光基團,利用熒光信號積累實時監測整個PCR進程,最後通過標準曲線對未知模板進行定量分析的方法。該技術不僅實現了對DNA模板的定量,而且具有靈敏度高、特異性和可靠性更強、能實現多重反應、自動化程度高、無汙染性、具實時性和準確性等特點,目前已廣泛應用於各種基因的定量表達分析。
3.基因芯片
基因芯片又被稱為DNA芯片、DNA微陣列和生物芯片,是指以大量人工合成的或應用常規分子生物學技術獲得的核酸片段作為探針,按照特定的排列方式和特定的手段固定在矽片、載玻片或塑料片上。使用時先將需分析的樣品標記,然後與芯片上的寡聚核苷酸探針雜交,再用激光共聚焦顯微鏡等設備對芯片進行掃描,配合計算機軟件係統檢測雜交信號的強弱,從而高效且大規模地獲得相關的生物信息。此項技術克服了傳統核酸印跡雜交技術複雜、自動化程度低、檢測目標分子數量少、成本高、效率低等的缺點。此外,通過設計不同的探針陣列(array), 利用雜交譜重建DNA序列, 還可實現雜交測序(sequencing byhybridization,SBH)。目前,該技術在基因表達研究、序列分析及基因診斷等領域已顯示出重要的理論和應用價值。