2007年小鼠基因敲除技术诺贝尔奖论文

问：2007年诺贝尔生理奖的内容和意义

1. 答：一、内容：
   2007年马里奥-卡佩奇和奥利弗-史密西斯(美),马丁-埃文斯(英),在“基因靶向”技术贡献2008年豪森(德)发现人乳头状瘤病毒(HPV),巴尔-西诺西和蒙塔尼(法)发现HIV病毒。
   2007年英国人马丁·埃文斯、美国人马里奥·卡佩基和奥利弗·史密斯。他们在改造活体内特定基因的“基因靶向”技术等方面做出了奠基性贡献,这种技术利用胚胎干细胞,改造老鼠体内的特定基因。
   二、意义：
   在“基因靶向”技术的帮助下,科学家可以使小鼠体内的特定基因丧失功能。此类“基因敲除”试验可以帮助人们了解基因在胚胎发育等多种现象中发挥何种作用。“基因靶向”技术为阐明人类疾病的发生机理方面发挥了至关重要的作用。
   三、事例：
   "基因靶向"技术利用胚胎干细胞改造老鼠体内的特定基因。在"基因靶向"技术的帮助下，科学家可以使实验鼠体内的一些"不活跃"基因失去作用，从而发现这些基因的实际功能。
   科学家希望借此发现人类一些疑难杂症在分子水平上的发病原因，并最终找到治疗途径。目前，"基因靶向"已被应用于对囊肿性纤维化、心脏病、糖尿病、阿尔茨海默症和癌症的研究。
2. 答：2007年诺贝尔生理奖的内容是在利用胚胎干细胞引入特异性基因修饰的原理上的发现，意义是充分了解人类DNA以及修饰基因。
   诺贝尔生理学或医学奖，是根据已故的瑞典化学家阿尔弗雷德·诺贝尔的遗嘱而设立的，目的在于表彰前一年在生理学或医学界做出卓越发现者。
   2007年诺贝尔生理奖得主是：奥利弗·史密斯、马丁·埃文斯、马里奥·卡佩奇。
   奥利弗·史密斯是英国出生的美国遗传学家，北卡罗来纳大学教堂山分校教授。因发明基因敲除小鼠技术与美国科学家马里奥·卡佩奇和英国科学家马丁·埃文斯一起获得2007年诺贝尔生理学或医学奖。
   马里奥·卡佩奇，2007诺贝尔生理学或医学奖得主之一。马里奥·卡佩奇现年70岁，目前是美国犹他州医学院著名教授、人类基因系两位主任之一。卡佩奇1937年出生于意大利维罗纳，少年时移民美国。他从俄亥俄州安提亚克学院获得了化学和物理学学士学位，自哈佛大学获得生物物理博士学位，其博士论文是在DNA双螺旋结构发现者、1962年诺贝尔生理学和医学奖获得者詹姆斯·华生的指导下完成的。
   马丁·约翰·埃文斯爵士是一位英国科学家，2007年诺贝尔生理学或医学奖获得者之一，英国卡迪夫大学教授、校长。
3. 答：瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会今天宣布，将2007年度诺贝尔生理学或医学奖分别授予美国科学家马里奥·卡佩基和奥利弗·史密斯，以及英国科学家马丁·埃文斯，以表彰他们在干细胞研究方面所作的贡献。
   这三位科学家因为“在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组方面的一系列突破性发现”而获此殊荣。这些突破性的发现为发展“基因靶向”技术奠定了基础。
   诺贝尔五大奖项有：物理（Physics）、化学（Chemistry）、生理学或医学、文学（Literature）、和平（Peace）。
4. 答：瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会今天宣布，将2007年度诺贝尔生理学或医学奖分别授予美国科学家马里奥·卡佩基和奥利弗·史密斯，以及英国科学家马丁·埃文斯，以表彰他们在干细胞研究方面所作的贡献。
   这三位科学家因为“在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组方面的一系列突破性发现”而获此殊荣。这些突破性的发现为发展“基因靶向”技术奠定了基础。
   “基因靶向”技术可允许科学家利用胚胎干细胞，灭活或修改小鼠的特定基因，使实验鼠体内的一些“不活跃”基因失去作用，从而发现这些基因的实际功能，研究这些基因对健康和疾病的影响。利用该技术，科学家在小鼠的胚胎干细胞中引入特定基因进行修饰，将这些细胞注入小鼠的胚胎后，从该胚胎出生的小鼠和其它小鼠繁殖的后代将产生基因变异。科学家希望借此发现人类一些疑难杂症在分子水平上的发病原因，并最终找到治疗途径。
   使用该方法进行基因修改后的第一只小鼠于1989年问世。诺贝尔奖委员会说，使用该技术，目前已经对小鼠身上1万个多个不同基因进行了研究，这大约是啮齿类动物拥有基因的一半。
   “基因靶向”技术已经渗透到生物医学的各个领域，其对了解基因功能的影响及对人类产生的效益仍将持续很多年。已被广泛使用的该项技术有助于科学家利用小鼠研究心脏病，糖尿病，癌症，囊性纤维化和其他疾病。

问：2007年度诺贝尔生理学或医学奖 什么是“基因打靶”或基因敲除

1. 答：基因打靶――主要是针对肿瘤和先天遗传性疾病而言，这些疾病的共同点是出现明显的基因改变（如基因突变、缺失、重叠等），肿瘤即由癌基因的突变或抑癌基因的失活引起。
   医学科研工作者通过各种手段，如插入自杀基因、RNA干扰、反义寡核苷酸等技术针对这些突变基因的DNA或RNA序列设计出特定的分子片断。
   通过有效的基因转染方法让这些分子片断在肿瘤细胞复制、转录、翻译等过程中发挥其特定的靶向干预作用，以抑制肿瘤细胞的增殖、分化和侵袭，进而从基因水平达到治疗肿瘤的作用。
2. 答：基因敲除和基因嵌入技术
   该技术是上个世纪90年代出现的最新外源DNA导入技术。基因敲除是基因打靶技术的一种，类似于基因的同源重组。指外源DNA与受体细胞基因组中序列相同或相近的基因发生同源重组，从而代替受体细胞基因组中的相同/相似的基因序列，整合入受体细胞的基因组中。此法可产生精确的基因突变，也可正确纠正机体的基因突变。基因嵌入又称基因置换，它是利用内源基因序列两侧或外面的断裂点，用同源序列的目的基因整个置换内源基因。目前用于基因敲除和基因嵌入的技术有Cre/Lox P系统、FLPI系统等。
   简单的说基因敲除是指将目标基因从基因组中删除。举一个简单的例子:比如有一段"序列":"1234567890"(原基因),敲除后为:"123 7890",一般一个敲除载体还会在其中插入一段外源基因,如"ABC",则新的基因为:"123ABC7890"；或者不插入基因直接连接，则为“1237890”。
   \
3. 答：基因打靶技术是一种定向改变生物活体遗传信息的实验手段，它的产生和发展建立在胚胎干(ES)细胞技术和同源重组技术成就的基础之上，并促进了相关技术的进一步发展。基因打靶技术将广泛应用于基因功能研究、人类疾病动物模型的研制以及经济动物遗传物质的改良等方面。
   1．原理
   首先获得ES细胞系，利用同源重组技术获得带有研究者预先设计突变的中靶ES细胞。通过显微注射或者胚胎融合的方法将经过遗传修饰的ES细胞引入受体胚胎内。经过遗传修饰的ES细胞仍然保持分化的全能性，可以发育为嵌合体动物的生殖细胞，使得经过修饰的遗传信息经生殖系遗传。获得的带有特定修饰的突变动物提供研究者一个特殊的研究体系，使他们可以在生物活体中研究特定基因的功能。目前，在ES细胞进行同源重组己经成为一种对小鼠染色体组上任意位点进行遗传修饰的常规技术。通过基因打靶获得的突变小鼠己经超过千种(相关数据库参见文献)，并正以每年数百种的速度增加。通过对这些突变小鼠的表型分析，许多与人类疾病相关的新基因的功能已得到阐明，并直接导致了现代生物学研究各个领域中许多突破性的进展。
   2．实验流程
   3．特点
   基因打靶技术是一种定向改变生物活体遗传信息的实验手段。通过对生物活体遗传信息的定向修饰包括基因灭活、点突变引人、缺失突变、外源基因定位引入、染色体组大片段删除等，并使修饰后的遗传信息在生物活体内遗传，表达突变的性状，从而可以研究基因功能等生命科学的重大问题，以及提供相关的疾病治疗、新药筛选评价模型等。基因打靶技术的发展己使得对特定细胞、组织或者动物个体的遗传物质进行修饰成为可能。
   4．应用
   基因打靶技术在基因功能研究中的应用、应用基因打靶技术研制人类疾病动物模型、应用基因打靶技术改良动物品系和研制动物反应器等。

问：小鼠基因敲除技术获得2007年诺贝尔奖，该技术采用基因工程、细胞工程、杂交等手段使小鼠体内的某一基因失

1. 答：（1）作为质粒的一个条件之一就是要具有标记基因，以检测外源基因是否导入受体细胞．癌变的产生就是原癌基因由抑制态变激活态． 
   （2）如果抑癌基因被敲除，原癌基因被激活，可使小鼠的细胞癌变．由题中可知，白毛黄齿型小鼠基因型应为aabb，则用来杂交的纯合亲本应为aaBB，子代基因型有AaBB、AaBb两种，双杂合基因型小鼠AaBb相互交配，子代中带有b基因的概率1-BB（
   1
   4
   ）=
   3
   4
   ，不带B基因也就是只有bb，概率为
   1
   4
   ．
   （3）若齿色基因位于X染色体上，已知亲本中原有基因型为AAXBXb的个体，则与其杂交的纯合亲本基因型为aaXBY，子代中黄齿基因型只能有XbY这一种，表现为雄型，F1代中雄性个体的基因型还有XBY．
   故答案为：
   （1）标记基因   原癌基因
   （2）aaBB   AaBB、AaBb   
   3
   4
      
   1
   4
   （3）雄性（♂）    XBY、XbY