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在生命科学领域,基因合成的功效确实不少

发布时间:2022-03-28      点击次数:209
   基因是携带遗传信息的DNA序列,通过转录和翻译,指导蛋白质合成表达个体携带的遗传信息,调控生物性状表达。基因合成的吸引人之处在于,它可以人为操作,创造自然界中不存在的新基因,为人类改造生物开辟新途径。在生命科学领域,基因合成的应用初步体现在核酸疫苗、人工生命、生物医药、临床治疗等多个方面。

  基因合成的主要功效
  一、进行基因优化,增强基因表达
  蛋白质由基因翻译,基因结构影响蛋白质的表达,优化基因有利于提高蛋白质的表达效率,通过人工合成基因,合理权衡和优化参数组合,是特定蛋白质最高的效率。
  二、合成已知序列难以扩增的基因
  PCR是核酸的体外扩增技术,作为最基础的分子生物学技术之一,在许多领域得到广泛应用。但实际上,我们经常遇到难以扩增的DNA靶序列,就像富含高GC含量、重复序列和发夹等特殊结构的基因一样。对于这样困难的基因,通过人工合成,可以建立自然条件下难以获得的基因序列。
  三、合成微芯片大量使用的cDNA
  目前,cDNA芯片主要应用于基因表达检测,具有高通量的优势,可以定量监测大量的基因表达水平,从而有助于科研人员基因功能的挖掘、疾病机制的发现、治疗诊断等。其原理是以目标序列为探针,用芯片斑点测量仪喷涂到特定基质上。由于探针长度不同,大小不同,杂交条件也不同,传统克隆方法工作量大,费用高,实验周期长,但人工合成cDNA探针可以有效节约时间,提高实验效率。
  四、克隆小鼠抗体或重组抗体
  除杂交瘤技术生产抗体外,目前还采用重组抗体或基因工程抗体技术,通过体外合成表达基因得到单克隆抗体。基本步骤为:人工重组目的基因,将基因亚克隆到表达载体中,转化细菌,诱导表达,最终纯化得到蛋白质。
  五、设计合成基因疫苗、基因治疗载体
  基因疫苗是由编码某种抗原的外源基因和质粒载体重组构建真核表达载体,通过肌肉注射等直接导入动物细胞后,利用宿主细胞的蛋白质合成系统合成外源抗原蛋白,在宿主细胞中诱导对该抗原的体液和细胞免疫应答,从而预防疾病基因治疗用载体本身为DNA,根据来源分为质粒载体、噬菌体、病毒载体等,根据用途分为克隆载体或表达载体。
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