基因敲落

基础打击落是一种实验技术，通过该技术可以降低生物体的一个或多个基因的表达。 减少可以通过基因修饰或用试剂处理发生，例如具有与基因或 mRNA 转录物互补的序列的短 DNA 或 RNA 寡核苷酸。

如果对生物体的 DNA 进行基因改造，则产生的生物体称为敲低生物体。 如果基因表达的变化是由寡核苷酸与 mRNA 结合或暂时与基因结合引起的，这会导致基因表达的暂时变化，但不会修改染色体 DNA，结果称为瞬时敲低。

在瞬时敲低中，该寡核苷酸与活性基因或其转录物的结合通过多种过程导致表达降低。结合可以通过转录阻断（在基因结合的情况下）、mRNA 转录物的降解（例如通过小干扰 RNA (siRNA)）或 RNase-H 依赖性反义，或通过阻断 mRNA 翻译来发生 、pre-mRNA 剪接位点或用于其他功能性 RNA 成熟的核酸酶切割位点，包括 miRNA（例如通过吗啉寡核苷酸或其他 RNase-H 独立反义）。

瞬时敲低的最直接用途是了解已测序但具有未知或不完全已知功能的基因。这种实验方法被称为反向遗传学。研究人员从击倒与感兴趣基因在其中运行的个体的差异中得出推论。

瞬时敲低通常用于发育生物学，因为寡核苷酸可以注射到单细胞受精卵中，并通过胚胎发育存在于注射细胞的子细胞中。基因敲除一词最早出现在 1994 年的文献中。

RNA 干扰 (RNAi) 是一种通过 mRNA 降解来沉默基因的方法。这种方法的基础敲落是通过将小的双链干扰RNA（siRNA）引入细胞质来实现的。小干扰 RNA 可以源自细胞内部，也可以外源性引入细胞。

一旦引入细胞，外源 siRNA 就会被 RNA 诱导的沉默复合体 (RISC) 处理。siRNA与待沉默的靶mRNA互补，RISC以siRNA为模板定位靶mRNA。在 RISC 定位到目标 mRNA 后，RNA 被核糖核酸酶切割。

RNAi 被广泛用作遗传功能分析的实验室技术。线虫和黑腹果蝇等生物体中的 RNAi 提供了一种快速且廉价的研究基因功能的方法。在线虫研究中，Ahringer RNAi 库等工具的可用性为实验室提供了一种在各种实验背景下测试许多基因的方法。

从实验性 RNAi 使用中获得的见解可能有助于识别潜在的治疗靶点、药物开发或其他应用。RNA 干扰是一种非常有用的研究工具，它允许研究人员进行大型基因筛选，以努力确定与特定途径、药物或表型相关的进一步研究的目标。

在原核生物中发现的另一种沉默外源 DNA 的方法是涉及称为“成簇规则间隔短回文重复序列”或 CRISPR 的基因座的机制。CRISPR 相关 (cas) 基因编码细胞机制，将外源 DNA 切割成小片段并将它们插入 CRISPR 重复基因座。

当该 CRISPR DNA 区域由细胞表达时，由外源 DNA 插入片段产生的小 RNA 作为模板序列，其他 Cas 蛋白使用该模板序列来沉默该相同的外源序列。

当这些外来 DNA 存在于细胞中时，短外源序列的转录本被用作沉默这些外来 DNA 的指南。这是一种获得性免疫，这个过程就像是一种原核RNA干扰机制。

CRISPR 重复序列在许多物种中是保守的，并且已被证明可用于人类细胞、细菌、秀丽隐杆线虫、斑马鱼和其他生物体，以进行有效的基因组操作。CRISPR 作为一种多功能研究工具的使用可以通过许多利用它来生成具有基因组改变的生物体的研究来说明。

原核基因组操作使另一种技术成为可能，即使用转录激活因子样效应核酸酶 (TALEN) 靶向特定基因。TALEN 是具有两个重要功能成分的核酸酶：DNA 结合域和 DNA 切割域。DNA 结合域是序列特异性转录激活因子样效应序列，而 DNA 切割域源自细菌核酸内切酶，是非特异性的。