생물학에서 동원재편성의 발견은 유전자 타깃을 위한 탄탄한 이론적 토대를 마련했고, 배아 줄기세포 기술의 발전은 유전자 타깃의 광범위한 응용을 촉진시켰다. 동종 재편성 (일반 재편성 또는 비특이적 재조합이라고도 함) 은 유사한 DNA 교환 유전 정보 과정을 의미하며, 외원 DNA 단편은 숙주 게놈의 해당 단편과 교환 (즉, 재편성) 할 수 있다. 유전자 타깃은 일반적으로 알려진 서열의 DNA 단편을 수용체 세포 게놈에서 동일하거나 유사한 서열을 가진 유전자와 함께 재조합하여 수용체 세포 게놈에 통합하고 표현한 외원 DNA 가져오기 기술을 말한다.

주요 정책:

(a) 완전한 유전자 녹아웃 전략

PNS 벡터는 여전히 배아 줄기세포 유전자가 과녁을 쏘는 데 가장 많이 쓰이는 전략이다. 표식 유전자를 선택하는 데 도움을 받아, 일반적으로 목적 유전자를 기능의 가장 중요한 외현자에 넣거나, 동원재구성을 통해 목적 유전자의 가장 중요한 기능 영역을 제거하여 목적 유전자를 완전히 제거한다.

(b) 대규모 무작위 녹아웃-유전자 포획

유전자 포획을 이용하여 무작위로 돌연변이를 삽입하는 ES 세포 라이브러리를 구축하면 게놈 라이브러리를 선별하고 특이성 표적 벡터를 구축하는 작업과 비용을 크게 절감할 수 있으며, 마우스 게놈의 기능을 보다 효과적이고 빠르게 분석할 수 있다. 또 유전자 포획법 유전자 녹아웃의 또 다른 단점은 유전자에 대해 세밀한 유전자 손질을 할 수 없다는 점이다.

(3) 미세 변이 도입

인류의 많은 질병은 모두 유전자 기능의 상실로 인한 것이고, 또 많은 것은 유전자 과다 표현이나 기능 획득으로 인한 것이다. 후자의 경우, 유전자 녹아웃 방법으로 상응하는 질병 모델을 얻을 수 없다. 이를 위해 연구원들은 마우스 게놈에 종료 코돈 삽입 또는 아미노산 교체와 같은 미묘한 돌연변이를 도입하는 다양한 방법을 개발했다.

(1) 싸우면 가는 전략, 일명 진퇴전략이다.

(2) 이중 교체 방법

(3) "표시 및 대체" 방법

(4) Cre-LoxP 시스템을 통해 점 돌연변이를 도입한다.

주요 프로세스:

먼저 ES 세포계를 얻어 동원재조합 기술을 통해 연구자가 설계한 돌연변이의 배양기 표적 ES 세포를 얻는다.

현미주사 또는 배아 융합을 통해 유전적으로 손질된 ES 세포를 수용체 배아에 도입한다.

유전자 수정을 거친 ES 세포는 여전히 분화의 전능성을 유지하고 있으며, 키메라 동물의 생식세포로 발전하여 수정된 유전 정보를 생식계를 통해 전달할 수 있다.

특정 수정을 가진 돌연변이 동물은 살아있는 유기체에서 특정 유전자의 기능을 연구할 수 있는 특별한 연구 시스템을 연구원에게 제공한다.