动物基因组编辑(第2版)

动物基因组编辑技术是当前国际研发热点。本书详细介绍了动物基因组编辑技术的衍生和发展历程，包括基因组编辑新技术及其原理、动物基因组编辑相关技术及其原理、基因组编辑动物生物安全评价原则及应用前景等内容。本书主要由工作在基因组编辑动物制备和培育一线的青年科技工作者编写。作者结合国内外近期新研究报道及切身的经验和体会，结合基因组编辑动物制备和培育的实际案例，详细介绍了猪等大家畜中基因组编辑技术应用的现状、技术细节、成功经验及发展趋势。本书可供从事动物基因组编辑、动物基因组学、动物育种等方面的科研工作者、研究生和本科生阅读参考。

第一章动物基因组编辑技术的衍生和发展1
第一节利用基因打靶技术制备基因工程动物的基本流程2
一、插入型载体（O型载体）2
二、置换型载体（Ω型载体）2
第二节影响中靶效率的因素3
一、同源臂的同源性及长度3
二、载体导入的方法4
三、靶基因位点4
四、转染时细胞和细胞周期的选择4
第三节传统基因打靶技术4
一、Cre/loxP重组酶系统5
二、FLP/FRT重组酶系统6
三、ФC31重组酶系统8
第四节基因打靶的应用10
一、基因功能研究10
二、动物疾病模型与基因治疗10
三、家畜育种11
参考文献12
第二章基因组编辑新技术16
引言16
第一节ZFN技术16
一、ZFN技术原理及制备方法18
二、ZFN技术研究进展23
三、ZFN技术前景24
参考文献34
第二节TALEN技术35
一、TALEN技术原理及制备方法36
二、TALEN研究进展40
三、TALEN技术前景42
参考文献53
第三节CRISPR/Cas9基因组编辑技术55
一、CRISPR/Cas系统简介55
二、CRISPR/Cas9基因组编辑技术的原理、功能及特点60
三、CRISPR/Cas9基因组编辑系统的构建方法63
四、CRISPR/Cas9基因组编辑技术的应用66
五、CRISPR/Cas9技术前景展望70
参考文献72
第三章动物基因组编辑相关技术76
第一节显微注射技术76
一、原核显微注射技术制备基因工程猪技术路线77
二、原核显微注射法制备基因工程动物的研究进展83
参考文献86
第二节体细胞核移植技术87
一、体细胞核移植技术简介88
二、体细胞克隆的主要方法及流程89
三、猪的胚胎移植手术操作95
四、体细胞克隆技术目前存在的问题100
五、体细胞克隆技术的前景展望101
参考文献102
第三节RNA干扰技术105
一、RNAi现象的发现105
二、RNAi的作用机制105
三、RNAi的生物学特点107
四、影响RNAi效率的因素107
五、RNAi的应用108
六、RNAi技术应用中存在的问题109
参考文献110
第四节病毒载体技术111
一、慢病毒载体112
二、腺病毒载体113
三、腺相关病毒载体115
四、单纯疱疹病毒载体116
参考文献117
第五节人工染色体技术118
一、酵母人工染色体118
二、细菌人工染色体119
三、人类人工染色体119
四、人工染色体的应用120
参考文献121
第六节转座子122
一、转座子的定义122
二、转座子类型123
三、DNA转座子家族123
四、PB转座子结构及转座机制125
五、SB转座子研究进展125
六、Tol2转座子结构及转座机制128
七、转座子的应用129
参考文献132
第七节精子介导的基因转移技术135
一、精子载体法的发展135
二、精子载体法的机制135
三、精子载体法的应用136
四、精子载体法应用中存在的问题137
参考文献137
第八节复合性状基因工程动物制备技术138
一、复合性状基因工程技术及其发展138
二、复合性状基因工程技术的应用140
参考文献140
案例一：基于MSTN基因座的转IGF-1基因猪141
案例二：可控表达GH基因工程猪144
第四章基因组编辑动物的评价与检测153
第一节基因组编辑动物的生物安全评价153
一、基因组编辑动物的生物安全评价原则154
二、基因组编辑动物的生物安全风险分析155
三、基因组编辑动物的生物安全管理办法160
参考文献163
第二节基因组编辑动物的分子特征识别技术164
一、核酸水平的检测164
二、蛋白质水平的检测167
三、分子特征检测新方法173
参考文献175
第五章基因组编辑动物的应用178
第一节研究基因功能，建立动物模型178
第二节在疾病治疗中的应用181
一、杜氏肌营养不良182
二、帕金森病182
三、血友病183
四、β-地中海贫血症184
五、遗传性酪氨酸血症184
六、镰状细胞贫血184
七、X连锁的严重联合免疫缺陷病185
八、X连锁的慢性肉芽肿病186
九、大疱性表皮松解症186
十、α1-抗胰蛋白酶缺陷症186
十一、遗传性白内障187
十二、囊性纤维化187
十三、传染性疾病187
十四、癌症190
第三节基因组编辑技术在生物制药中的应用192
第四节基因组编辑技术在畜牧生产中的应用192
第五节基因组编辑技术存在的潜在问题196
一、技术问题196
二、生态和生物安全问题197
三、伦理问题197
第六节展望198
参考文献198
索引205