基因敲低(knockdown)和基因敲除(knockout)都是研究基因功能的重要技术手段,但两者在机制、效果和应用上存在明显区别:
1. 定义与机制
基因敲低(knockdown):
是暂时性或部分抑制某个基因的表达。
通常通过RNA干扰(RNAi)手段(如siRNA、shRNA)减少mRNA的表达量,从而降低蛋白质的合成。
细胞中该基因仍然存在,但表达水平大大降低。
基因敲除(knockout):
是永久性完全删除或失活某个基因。
通过CRISPR/Cas9、TALEN、ZFN等基因编辑技术,直接在DNA水平上改变基因,使其不再表达功能性蛋白质。
该基因在基因组中被“去除”或“破坏”。
2. 效果强度
敲低:表达减少,但通常仍有残余表达(比如降低90%)。
敲除:表达完全丧失(彻底缺失或失活)。
3. 稳定性
敲低:
一般是短期或可逆性的(尤其是siRNA处理)。
适合暂时性实验或避免完全缺失致死的情况。
敲除:
是永久性改变,可用于构建稳定细胞系或动物模型。
4. 应用场景
应用 | 敲低 | 敲除 |
快速初筛 | ✅ | ❌ |
研究必需基因 | ✅(残留表达) | ❌(可能致死) |
功能验证 | ✅ | ✅ |
构建稳定模型 | ❌ | ✅ |
药物靶点研究 | ✅ | ✅ |
5. 技术手段举例
技术 | 敲低 | 敲除 |
siRNA / shRNA | ✅ | ❌ |
CRISPR干扰(CRISPRi) | ✅ | ❌ |
CRISPR/Cas9切割 | ❌ | ✅ |
同源重组技术 | ❌ | ✅ |