实验之基因编辑小鼠繁育方案

      针对基因编辑小鼠的有限数量，确保种群快速扩增并兼顾实验时效性，关键在于制定科学的繁育计划。本文将探讨基因敲除、敲入、条件性敲除及转基因小鼠的繁育策略，助力高效扩增同时保障实验顺利进行。

一、基因敲除

利用CRISPR/Cas9技术结合NHEJ（非同源末端连接）机制获得的KO（基因敲除）小鼠，其种群扩增策略可包括：将携带基因敲除的杂合子小鼠与野生型小鼠进行杂交，以扩大基因型多样性并增加种群数量；或者，将杂合子小鼠相互交配，以期在后代中筛选出纯合子小鼠，从而专注于研究特定基因完全缺失的效应。

繁育方式如下：

注意：

避免跨Line交配：在基因敲除小鼠的繁育过程中，不同line（品系）之间的基因敲除小鼠不应相互交配。这是因为每个line可能携带了独特的遗传背景或修饰，跨line交配可能引入不可预测的遗传复杂性，影响实验结果。

纯合子致死风险：当杂合子基因敲除小鼠相互交配时，存在无法获得预期纯合子小鼠的可能性。这通常是由于基因敲除后，纯合状态对该基因的功能产生了致命影响，导致纯合子小鼠在发育过程中死亡。这种情况称为纯合致死，是基因敲除实验中需要特别注意的一个方面。

二、条件性敲除

条件性敲除鼠需要两种小鼠进行交配，才可进行后续的实验。

第一步：

将敲入鼠与工具鼠进行相互交配，繁育方式如下：

第二步：

再将带有敲入片段和工具酶的小鼠进行相互交配，从而得到纯合子小鼠。

注意事项：

1. 条件性敲入鼠准备：FloxP或条件性过表达敲入鼠需与特定工具鼠配合，并经激活/抑制处理后才可用于实验。

2. 敲入鼠通用性：同种类型敲入鼠可跨line交配，简化繁育并丰富实验材料来源。

3. 工具鼠选择与鉴定：选合适工具鼠（如Cre鼠），交配后每代需鉴定是否携带工具酶基因。

4. 杂合子应用：条件性过表达常用杂合子，因其已足够表达目标基因。

5. 遗传性与验证：条件性修饰效果不直接遗传，需验证子代是否携带完整遗传元件。

条件性敲除繁育方案推荐：

1.

2.

3.

三、基因敲入

      在进行基因敲入小鼠的种群扩增时，有两种主要策略：一种是将携带基因敲入的杂合子小鼠与野生型小鼠进行交配，以增加种群中的基因型多样性并扩大总体数量；另一种则是让杂合子小鼠之间相互交配，以期在后代中筛选出纯合子小鼠，用于深入研究特定基因完全敲入后的效应。

注意事项：基因敲入鼠不分不同的 line，因此敲入鼠之间可以相互进行交配。

四、转基因

受精卵显微注射常生成多个首建鼠，每鼠外源基因插入位置与次数各异。因此，每个首建鼠应独立成系，即建立专属品系，以确保遗传特征的独特性与研究的准确性。

繁育方式如下：

注意事项：

1. 保持Line独立性：为避免遗传复杂性的增加，不同line间的转基因鼠不应相互交配，以确保各line遗传特征的稳定性和独特性。

2. Line内交配需谨慎：即便是同一line繁殖的转基因鼠，由于转基因的随机整合特性，其基因型也可能存在差异。因此，相互交配可能导致后代遗传背景的复杂化，通常不建议这样做。

3. 优先与野生型交配：为了维持转基因鼠的遗传稳定性和简化繁育过程，建议将转基因鼠与野生型小鼠进行交配。这有助于减少遗传背景的干扰，并更清晰地观察转基因对小鼠表型的影响。

五、转基因小鼠繁殖面临的问题

组织表达特异性差异：由于目的基因在基因组中的随机整合位置，不同line的转基因动物可能在组织特异性表达上展现出显著差异，这增加了实验结果的复杂性和变异性。

高死亡率现象：转基因动物的生存能力可能受到外源基因插入的负面影响，导致较高的死亡率，这对实验设计和动物资源利用构成了挑战。

生育障碍与传代难题：部分转基因小鼠存在不育问题，这使得它们难以作为稳定的遗传模型进行世代传递和大规模繁殖，限制了实验的连续性和可重复性。

拷贝数变异与性状不稳定性：目的基因在基因组中的整合拷贝数在不同line间可能存在显著差异，这种变异可能导致转基因小鼠在性状表现上的不稳定性和难以预测性，增加了实验结果的解析难度。

PS：精心规划繁育方案是实验成功的前提，自然繁育为主，时间紧迫且资金充足时，可考虑体外受精(IVF)加速繁殖进程。

自然繁育特点：

• 雄鼠与雌鼠按1:2合笼
  
• 可稳定连续供鼠
  
• 费用相对较低
  

体外受精(IVF)特点：

• 相同数量雄鼠，可获得更多子代
  
• 繁育周期短鼠周龄差带来的实验误差
  
• 获得同日龄子代，可降低小鼠周龄差而产生的实验差
  
• 1只雄鼠可获得100只子代
  

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