基因工程研究中的應用

在細胞，組織和生物體基因工程中DNA構建體離不開基因合成。在基礎生命科學研究，生物醫學/轉化研究，工業應用中，基因工程項目可以使用合成的基因去表達所需的蛋白質，研究代謝回路或其他特征。基因工程是合成生物學不斷發展的領域的關鍵部分，而基因合成正推動著生物技術的發展，例如在每年的iGEM競賽中展出的技術。從頭基因合成為生成定點突變，文庫構建或密碼子優化的基因提供了靈活性，是它可以在任何宿主物種中都能有效表達異源蛋白。此外，目前基因編輯中利用CRISPR/Cas9更是為基因遺傳改造提供了高效率，高特意性的新技術。如果基因的組成性質或系統性質決定，不可以進行敲除時，則可通過誘導性或組織特異性啟動子控制CRISPR質粒或傳統靶向載體，以進行條件性敲除。

基因編輯利用技術對基因遺傳進行改造，CRISPR/Cas9因其高效率，高特意性，操作簡單，成為近年火熱的技術。CRISPR代表簇狀規則間隔的短回文重復序列。CRISPR序列發現于大腸桿菌（E.coli）基因組中，可作為基于RNA的自適應免疫系統的一部分，在DNA水平上靶向和破壞遺傳寄生蟲。

CRISPR相關蛋白（Cas）是一種核酸內切酶，可切割外源DNA，從而整合到宿主基因組中。當入侵的DNA的靶序列周圍僅有一個原間隔子相鄰基序（PAM）時，才會發生切割，從而確保高度精確的靶向。CRISPR的研究人員對其進行了改造，使其成為對目標宿主基因組進行遺傳修飾的工具。

如果基因的組成性質或系統性質決定不可以進行敲除時，則可通過誘導性或組織特異性啟動子控制CRISPR質粒或傳統靶向載體，以進行條件性敲除。

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