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基因工程是怎么大面积编辑细胞的?

 山峰云绕 2018-03-15


首先、基因工程并不是对一个个细胞同时单独进行基因编辑的。

一个被编辑的细胞群体甚至整个生命体(转基因作物),其每个细胞内的基因组被编辑的方式是一样的。之所以有如此高的均一性,并不是因为采用基因工程手段对单个细胞进行操作的。而是,将其中极少数细胞进行编辑,而后将这些被编辑的细胞扩大培养获得数目众多的被编辑的细胞,而且编辑的方式是一样。具体如何做的,后面会一一介绍。

其次、CRISPR基因编辑细胞的不均一性与不稳定性

以CRISPR编辑系统为代表的基因编辑技术和普通的转基因技术很有大不同。其实上面第一条讲的是采用转基因技术的基因工程手段大规模编辑细胞的情况,但那种说法不适合于CRISPR编辑系统。因为,只要CRISPR存在于细胞中,靶位点的基因编辑是在不断进行的。所以CRISPR编辑的转基因植物需要分离出不含CRISPR的株系,这样生产的靶位点的编辑形式才会稳定的遗传下去。所以,体现出了被CRISPR编辑的细胞的不均一性与不稳定性。

第三、具体如此实现大规模编辑的?

无论是普通的转基因还是CRISPR编辑,两者实现的前提都是要将带有外源基因的植物表达载体送到植物细胞里去。基因枪《基因枪——转基因技术的先行者》和农杆菌《

农杆菌——天然存在的“基因枪”》是稳定遗传转化获得转基因植物的主要媒介(详细情况可以看我的那两篇头条号文章)。

比如转基因玉米,先用带有外源基因质粒的农杆菌侵染玉米幼胚——而后将玉米幼胚诱导形成愈伤组织(去分化的薄壁细胞组织)——而后将愈伤组织放在有筛选剂的培养基上生长——被农杆菌侵染并将外源基因送入并整合到基因组上的细胞可以抵抗筛选剂而继续生长(占极少数),其余细胞则大量死亡——占极少数的细胞不断繁殖最后形成肉眼可见的细胞团(术语抗性愈伤)——这就实现了大量细胞的编辑——再将细胞诱导培养成玉米幼苗,移栽到地里就成转基因玉米了,而后结的玉米棒子就可以留种,以后就可以直接种这些转基因玉米种子去进一步做各种实验了。

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