基因敲低與基因敲除：基因功能研究的兩種重要技術(shù)

在分子生物學(xué)和遺傳學(xué)研究中，科學(xué)家們常常需要研究特定基因的功能。為了揭示基因的作用，研究人員通常會(huì)使用兩種主要的技術(shù)：Knock Down（基因敲低）和Knock Out（基因敲除）。雖然這兩種技術(shù)都旨在減少或消除基因的表達(dá)，但它們的原理、應(yīng)用和效果有所不同。本文將為您詳細(xì)解析這兩種技術(shù)的區(qū)別。

1.什么是 KnockDown？

Knock Down（基因敲低） 是指通過(guò)技術(shù)手段部分減少某個(gè)基因的表達(dá)，而不是完全消除它?；蚯玫屯ǔ２桓淖兓虻腄NA序列，而是通過(guò)干擾基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯過(guò)程來(lái)降低其表達(dá)水平。

常用的 Knock Down 技術(shù)：

RNA干擾（RNAi）：通過(guò)引入小干擾RNA（siRNA）或短發(fā)夾RNA（shRNA），這些RNA分子可以與目標(biāo)基因的mRNA結(jié)合，導(dǎo)致mRNA降解，從而減少蛋白質(zhì)的合成。

反義寡核苷酸（AntisenseOligonucleotides）：通過(guò)設(shè)計(jì)與目標(biāo)mRNA互補(bǔ)的寡核苷酸，阻止mRNA的翻譯或促進(jìn)其降解。

Knock Down 的特點(diǎn)：

部分抑制：基因的表達(dá)水平降低，但并非完全消失。

可逆性：基因敲低的效果通常是暫時(shí)的，隨著RNA分子的降解，基因表達(dá)可能會(huì)逐漸恢復(fù)。

應(yīng)用廣泛：常用于研究基因功能的初步篩選，或在不適合完全消除基因表達(dá)的情況下使用。

2. 什么是 Knock Out？

Knock Out（基因敲除） 是指通過(guò)基因編輯技術(shù)完全消除某個(gè)基因的功能?；蚯贸ǔＩ婕皩?duì)DNA序列的永久性改變，使得目標(biāo)基因無(wú)法表達(dá)或表達(dá)出無(wú)功能的蛋白質(zhì)。

常用的 Knock Out 技術(shù)：

CRISPR-Cas9：利用CRISPR-Cas9系統(tǒng)，科學(xué)家可以精確地切割目標(biāo)基因的DNA序列，導(dǎo)致基因功能喪失。

同源重組：通過(guò)將一段改造過(guò)的DNA序列引入細(xì)胞，替換掉目標(biāo)基因，使其失去功能。

Knock Out 的特點(diǎn)：

完全消除：目標(biāo)基因的功能被徹底消除，通常無(wú)法恢復(fù)。

永久性：基因敲除的效果是永久性的，DNA序列被改變。

應(yīng)用場(chǎng)景：常用于研究基因的必需性、長(zhǎng)期效應(yīng)或構(gòu)建基因缺陷模型（如疾病模型）。

3. Knock Down 與 Knock Out 的區(qū)別

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4. 實(shí)際應(yīng)用中的選擇

選擇 Knock Down 的情況：

當(dāng)你只想部分抑制基因表達(dá)，觀察基因功能的劑量效應(yīng)時(shí)。

當(dāng)完全消除基因可能導(dǎo)致細(xì)胞或生物體死亡，而你想避免這種情況時(shí)。

當(dāng)你需要快速、臨時(shí)地研究基因功能時(shí)。

選擇 Knock Out 的情況：

當(dāng)你需要完全消除基因功能，研究其長(zhǎng)期效應(yīng)時(shí)。

當(dāng)你需要構(gòu)建基因缺陷模型，模擬某些遺傳疾病時(shí)。

當(dāng)你需要研究基因的必需性時(shí)。

5. 總結(jié)

Knock Down 和 Knock Out 是研究基因功能的兩種重要技術(shù)，各有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和適用場(chǎng)景。Knock Down 通過(guò)部分抑制基因表達(dá)，適合短期和劑量效應(yīng)的研究；而 KnockOut 則通過(guò)完全消除基因功能，適合長(zhǎng)期效應(yīng)和疾病模型的研究?？茖W(xué)家們根據(jù)具體的研究需求，選擇合適的技術(shù)來(lái)揭示基因的奧秘。

通過(guò)這兩種技術(shù)，研究人員能夠更深入地理解基因在生物體中的作用，為疾病治療、藥物開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域提供了重要的理論基礎(chǔ)。

撰稿:重慶文理學(xué)院藥學(xué)院 羅潔副教授，鄒靜波主任技師/教授