基因编辑中嵌合体的概念

对于基因编辑中几个常用的概念名词，若问则略知其道，深究则不明其理，非治学之态度。故而梳理，以明辨之。

嵌合体：

嵌合体的英语为Chimera，“奇美拉”，是希腊神话中一种狮头、羊身、蛇尾的吐火怪物。在生物学上，主要指动物的两颗受精卵融合在一起，长成一个个体的现象。

纯合体：

纯合体又称同型合子或同质合子。由两个基因型相同的配子所结合而成的合子，亦指由此种合子发育而成的生物个体。纯合体的 同源染色体 ，在其对应的一对或几对 基因座位 上，存在着完全相同的等位基因，如AA、aa、AABB、AAbb、aaBB、AABBcc、aaBBcc等等，具有这些基因型的生物，就这些成对的基因来说，都是纯合体。在它们的 自交 后代中，这几对基因所控制的性状，不会发生分离。

杂合体：

杂合体又称异型合子或异质合子。是由两个基因型不同的[配子]结合而成的合子，亦指由此种合子发育而成的生物个体。 杂合体 的 同源染色体 ，在其对应的一对或几对基因座位上，存在着不同的等位基因，如Aa、AaBb、AaBbCc等等，具有这些基因型的生物，就这些成对的基因来说，都是 杂合体 。在它们的自交后代中，这几对基因所控制的性状会发生分离。杂合体个体（ 杂种 ）在生活力、产量和寿命方面常比纯合体有优势。

突变体传代FAQ:

Q：为什么在传代时，不将G0代个体之间直接进行杂交，而是先与野生型杂交，然后再G1代个体之间杂交呢？

A：首先，任何的突变体纯化筛选，都遵循遗传学基本定律。在进行遗传学分析时，如果明确个体的基因型，更便于后续的遗传分析和验证，做到有的放矢。在G0代中，并不知道个体是否突变，没有明确背景下杂交，将研究的问题复杂化。

其次，基因编辑导致的突变类型有敲除、替换或插入，在存活的G0个体中突变的类型各式各样。G0代直接杂交，后代筛选中突变就会出现不同类型，加大了分析的难度。最理想的就是对单一突变，筛选至纯合体进行表型分析。

Q：G0与野生型杂交产生了G1，G1个体之间杂交，产生的G2代就可以进行后续表型分析了吗？

A：按照孟德尔遗传学基因的分离定律和自由组合定律，进行思考分析。

Q：上一问中说到，既然G0代已经获得纯合，那为什么还要绕那么大弯子做纯化筛选呢？

A：G0代突变是有纯合体的，所以G0代能够看到某些隐性基因表型，如果蝇白眼white基因的突变实验。但是由于嵌合体存在，这种突变往往是局部组织或细胞内的，并不是真正意义上的纯合体突变（基因背景信息一致，仅在目的基因处发生预期的突变）。

再者，如果突变要进行传代，不做杂交实验，没有其他办法，动物不能像雌雄同株植物那样进行自交。

Q：采用Co-CRISPR策略，是不是能够简化基因编辑的劳动强度，使得编辑轻松可见，易于操纵呢？

A：CO-CRISPR策略是在突变GOI（Gene Of Interest）和肉眼可见基因的一种共转换策略。

概率论讲，两个独立事件同时发生的概率等于其中每个事件单独发生的概率的乘积。

但在生物学领域，在基因编辑上，有研究表明单个细胞内Marker基因突变事件发生时，GOI基因也更倾向于共发生。

所以，通过Marker基因的突变，可以在突变Marker的个体内鉴定GOI突变体，缩小筛选的范围，减少不必要的检测，减轻实验强度，而重点专注于概率更高的个体上。尤其是对于突变概率低的基因，效果尤为突出。

但是这种优越只是在G0代，之后Marker基因已经失去了价值，在后续的筛选中，仍需要对个体单独进行基因型的鉴定和纯化传代。具体原因分析按照孟德尔遗传的两对相对性状的杂交实验及自由组合定律来思考：

一种有效减少筛选的办法即是，在G0代突变检测时，重点关注纯合突变。

具体做法是，在提取DNA后，进行PCR扩增，由于纯合体突变模板起始含量占比略多，经30轮PCR指数扩增后，突变体序列应该高于WT序列，在随后的酶切检测种，可根据酶切割的程度进行判定，如下图。

这种酶切法并不是绝对的，酶切的突变序列受诸多因素的影响（如DNA提取、PCR扩增等），会导致产物含量上的差异，进而影响这个酶切的最终结果，实质上，该办法酶切检测出纯合体的概率更高，是目前比较可靠、稳健的一种可行方案。

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