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胚胎干细胞基因打靶构建基因敲除小鼠和TALEN技术构建基因敲除大鼠的研究的开题报告
背景介绍：
基因敲除是一种通过改变生物体细胞基因组使得目的基因失去表达，从而研究基因功能和相关生物学过程的有力工具。基因敲除可以在小鼠和大鼠等模型生物中实现。在过去的几十年中，小鼠胚胎干细胞（ESCs）基因打靶被广泛应用于敲除小鼠特定的基因。最近开发的TALEN技术也能以更高的精度和效率进行大鼠基因敲除操作。
研究内容：
本次研究计划通过使用基因打靶和TALEN技术进行小鼠和大鼠基因敲除，以研究目标基因的生物学功能。胚胎干细胞将用于小鼠基因敲除。采用CRISPR/Cas9技术将特定的导向RNA构建到CRISPR/Cas9质粒中。该质粒将直接转染到ESCs，并通过杂交和克隆来检测和分离敲除基因的阳性克隆。而大鼠则将采用TALEN构建，以更高效的方式对基因进行敲除。TALEN参考DNA序列将用于构建含有TALEN结构域的质粒，然后转染到大鼠细胞系中。随后，通过筛选和克隆来检测和分离敲除基因的阳性克隆。
研究意义：
小鼠和大鼠是目前广泛研究的模型生物。本研究旨在通过利用ESC和TALEN技术两种不同的基因敲除方法来研究这些模型生物基因的生物学功能。加深我们对生命活动的理解，对于治疗人类罕见的遗传缺陷、遗传疾病和同种移植的发展提供重要启示。
研究设计：
1.硕士研究生将使用小鼠ESCs，构建CRISPR/Cas9载体并转染到细胞系中，筛选和克隆敲除基因的阳性小鼠。
2.以大鼠作为重要的胚胎移植、再生医学和脑科学研究模型，本文将运用TALEN技术对大鼠进行基因敲除。
3.分析基因敲除后小鼠和大鼠细胞生长、形态、代谢和蛋白质组成的变化，并进行深入的分子生物学研究。
4.开展相关实验数据统计和分析,验证基因敲除所产生的作用以及产生的结果。
预期结果：
使用ESC构建的小鼠敲除模型可以为增强我们对小鼠基因生物学机制的理解、为遗传学开发提供新的思路。而TALEN技术构建的大鼠模型将大大促进大鼠基因遗传学和疾病模型的研究。本研究的预期结果将有助于开发新的生物治疗程序，节省研究时间和成本，并在基因敲除领域和相关应用领域推广。