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基因编辑鼠基因型鉴定:F1/F2纯杂合判断

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导语:拿到基因编辑鼠后,鉴定工作先排上日程

等待数月的基因编辑鼠终于到了,鉴定工作也该尽快排上日程。毕竟鉴定工作做不好,后续繁殖建系和实验推进都可能被迫重来。今天我们要讲的主题,就是如何鉴定基因编辑技术构建的 基因敲除小鼠

我们通常拿到手的基因编辑鼠是 F1 代杂合阳性鼠。杂合阳性鼠自交后的后代可能出现野生型、纯合子、杂合子三类基因型,因此需要进一步做纯杂合鉴定。下面就按 F1 代和 F2 代两个阶段,梳理基因型鉴定中最常见的引物设计、预期条带和电泳结果判断逻辑。

在实际项目中,基因型鉴定不只是“跑出条带”这么简单。对于定点基因编辑构建的模型,还要注意 founder 嵌合、大片段缺失、插入缺失边界不一致、PCR 假阴性等问题;必要时应结合 Sanger 测序、拷贝数检测或靶向测序确认编辑结果,再进入稳定繁育和表型实验阶段。

一、F1代阳性杂合鼠(+/-)鉴定

1. 引物设计

将引物设在敲除片段的两端,野生型小鼠可以扩增出 KO 鼠缺失的片段。不过需要注意的是,若敲除片段过大,有的酶扩增不出野生型片段。例如部分常规扩增体系中,1.5 kb 以下基本可以扩增出条带,大于 1.5 kb 的片段则更容易出现扩增困难。

基因编辑鼠F1代阳性杂合鼠PCR鉴定的引物设计示意图

图1. F1代阳性杂合鼠鉴定的引物设计思路。

2. 预期片段大小

假设条带 1 的大小为扩增的野生型片段大小,条带 2 的大小为扩增的野生型片段大小减去敲除片段大小。根据条带是否出现,即可初步判断该鼠是否携带目标敲除等位基因。

3. 电泳结果

若电泳结果有条带 2,则为 F1 代阳性杂合鼠(+/-);若电泳结果没有条带 2,则为阴性鼠或野生型鼠(+/+)。如果后续要推进 快速繁育 或扩大实验群体,建议在建系早期就把鉴定流程和记录方式固定下来。

基因编辑鼠F1代阳性杂合鼠PCR电泳条带判断示意图

图2. F1代阳性杂合鼠的电泳结果判断。

二、F2代纯杂合鉴定

1. 引物设计

若所用的酶可以扩增出野生型片段,用 F1 代鉴定中的这对引物就可以鉴定纯杂合。当敲除片段过大,而所用酶无法扩增野生型条带时,F1 代鉴定中的这对引物不能用于 F2 代纯杂合判断,因此需要再设计一条位于敲除片段内的引物,位置可靠近 5' 端或 3' 端,三条引物一起扩增后再进行电泳分析。

2. 预期片段大小

假设条带 1 的大小为扩增的野生型片段大小,条带 2 的大小为扩增的野生型片段大小减去敲除片段大小,条带 3 的大小为引物 F 与引物 Wt/He-R 扩增的片段大小。三条带体系的价值在于:当野生型大片段扩增效率不稳定时,仍可借助位于缺失片段内的引物识别野生型等位基因。

3. 野生型片段可以扩增出来时的电泳结果

若电泳结果只有条带 2,则为纯合敲除鼠(-/-);若电泳结果只有条带 1,则为野生型鼠(+/+);若电泳结果既有条带 1 又有条带 2,则为 F1 代阳性杂合鼠(+/-)。

F2代基因编辑鼠在野生型片段可扩增时的纯合杂合电泳判断示意图

图3. 野生型片段可以扩增时的 F2 代纯杂合判断。

4. 野生型片段不能扩增时的电泳结果

若电泳结果只有条带 2,则为纯合敲除鼠;若条带 2 和条带 3 都出现,则为杂合敲除鼠;若只有条带 3,则为野生型鼠。此类场景下,建议重点关注引物特异性、PCR 体系、退火温度和样本 DNA 质量,避免因为扩增失败误判基因型。

F2代基因编辑鼠在野生型片段不能扩增时的三引物PCR电泳判断示意图

图4. 野生型片段不能扩增时的 F2 代纯杂合判断。

三、基因型鉴定前后建议重点核对什么

样本质量

剪尾、耳组织或其他样本量应适中,避免组织过多、裂解不充分或 DNA 纯度不足影响 PCR 扩增。

引物位置

引物应围绕编辑区域合理布局,大片段敲除项目要提前评估野生型片段长度和扩增难度。

条带解释

条带缺失不一定等于目标基因型成立,也可能来自模板质量、PCR 条件或非特异扩增问题。

测序确认

基因编辑项目若涉及小片段 indel、复杂编辑或 founder 嵌合,建议结合测序进一步确认。

鉴定阶段 重点问题 建议处理
F0 / founder 可能存在嵌合或多种编辑等位基因 优先结合测序确认,再安排配繁
F1 阳性鼠 确认是否稳定传递目标编辑 按位点设计 PCR 引物,必要时测序复核
F2 纯杂合 区分纯合、杂合与野生型 根据片段长度选择双引物或三引物方案

四、相关模型与资料入口

如果你正在推进 KO、CKO 或转基因鼠项目,可以先在 KO/CKO小鼠模型 页面查找现货与已有模型资源;如需要从头构建,也可进一步了解 基因敲除小鼠 定制服务。涉及条件性敲除、Cre 系统或组织特异性研究时,可搭配 Cre-loxP重组酶系统使用手册各种类型的基因编辑鼠如何建系 一起阅读。

需要评估基因编辑鼠鉴定、繁育建系或模型定制方案,可直接提交需求与赛业技术团队沟通。

咨询基因编辑鼠方案 查看KO/CKO小鼠模型

本文于2026年8月进行了内容更新与校准,补充了基因编辑鼠基因型鉴定中的 founder 嵌合、测序确认和建系阶段核对要点。

基因编辑鼠 基因型鉴定 定点基因编辑 F1杂合鼠 F2纯合鼠 PCR电泳

FAQ

1. F1代阳性杂合鼠一定能直接用于后续实验吗?

不一定。F1代阳性鼠通常还需要结合项目目的、遗传背景、编辑位点和繁育计划进一步确认。若涉及复杂编辑,建议在建系前做测序或其他验证。

2. 为什么 F2 代有时需要三引物 PCR?

当敲除片段较大、野生型大片段不容易扩增时,仅用两端引物可能无法可靠区分野生型、杂合和纯合,因此可增加一条位于缺失片段内的引物辅助判断。

3. 电泳条带和预期不一致时应先排查什么?

建议先排查样本 DNA 质量、引物特异性、PCR 体系、退火温度和片段长度,再结合阳性、阴性对照判断是否需要重新设计引物或补充测序确认。

关于赛业生物
赛业生物2006年成立,是国家高新技术企业、专精特新“小巨人”企业,是深耕生物医药源头创新的全球化创新性生物技术平台型企业。公司立足新一代AI驱动的全人抗体药物研发与转化平台,以自主基因编辑技术为核心,打造一站式抗体药物研发体系,依托完备的上下游技术矩阵,全面赋能全球创新药研发。

公司核心优势为抗体源头创新,通过自主搭建HUGO-Ab®全人源抗体小鼠平台,集成共轻链技术、纳米抗体技术,结合自研的AbSeek®AI智能计算平台,建设起HUGO-LAb抗体分子库,围绕肿瘤、自免、代谢等重点疾病方向,建立靶点研究、抗体发现、分子筛选与功能验证的一体化数据体系,并持续沉淀具有开发潜力的候选分子与技术数据资产。赛业生物打造的新一代AI驱动的全人抗体药物研发与转化平台,打通靶点验证、抗体筛选、序列优化和体内外验证全闭环,革新传统试错研发模式,实现可预测、高效率、高成药性、规模化抗体研发。配套HUGO-GT®全基因组人源化小鼠平台,精准支撑靶点验证与功能研究,显著提升生物药临床转化效率。

此外,赛业生物拥有完善的临床前CRO全链条服务能力,覆盖肿瘤、自免、代谢、眼科、神经等疾病领域,可提供模型构建、药理药效评价、机制研究等一体化服务。企业员工超1000人、拥有四万余平研发场地及全球化交付体系,未来将持续迭代核心抗体技术,依托全产业链优势助力全球药企提速创新药研发与落地。
基因鼠鉴定方法
F1代阳性杂合鼠(+/-)鉴定
F2代纯杂合鉴定