基因敲入细胞
基因定点敲入(KI,gene knock in)是指外源DNA片段插入到指定的基因组位置,使该片段行使相应的功能。可以赋予细胞或生物体新的功能或恢复缺陷基因的正常功能,可用于研究基因功能与调控机制、构建疾病模型或开展基因治疗。
目前KI技术局限性
基因敲入(Knock-in, KI)技术在细胞治疗领域具有巨大潜力,但传统方法效率低下,限制了其应用。当前的敲入技术依赖于同源定向修复(HDR),但细胞更倾向于通过非同源末端连接(NHEJ)修复DNA双链断裂,导致敲入效率低。现有的腺相关病毒(AAV)载体虽然效率较高,但存在腺相关病毒载体基因组频繁串联插入、成本高、制造复杂和载荷限制等问题。
HES-KI技术原理
HES-KI是一种新型的敲入技术,通过在必需基因的外显子区域进行CRISPR编辑,并设计一个转基因敲入模板,使得正确的敲入能够恢复必需基因的功能,同时整合目标转基因。如果细胞中未成功进行敲入,NHEJ介导的插入或缺失(indels)将导致必需基因失活,从而使细胞无法存活,从而实现对敲入细胞的正向选择。
HES-KI应用范围
基因治疗:确保细胞治疗中治疗性基因的稳定整合。
干细胞工程:技术在IPSC中实现了高效率的转基因敲入。
功能基因组学:筛选必需基因的功能域或调控元件。
疾病建模:构建高纯度的基因修饰细胞系(如肿瘤突变模型)。
目前KI技术局限性
基因敲入(Knock-in, KI)技术在细胞治疗领域具有巨大潜力,但传统方法效率低下,限制了其应用。当前的敲入技术依赖于同源定向修复(HDR),但细胞更倾向于通过非同源末端连接(NHEJ)修复DNA双链断裂,导致敲入效率低。现有的腺相关病毒(AAV)载体虽然效率较高,但存在腺相关病毒载体基因组频繁串联插入、成本高、制造复杂和载荷限制等问题。
HES-KI技术原理
HES-KI是一种新型的敲入技术,通过在必需基因的外显子区域进行CRISPR编辑,并设计一个转基因敲入模板,使得正确的敲入能够恢复必需基因的功能,同时整合目标转基因。如果细胞中未成功进行敲入,NHEJ介导的插入或缺失(indels)将导致必需基因失活,从而使细胞无法存活,从而实现对敲入细胞的正向选择。
HES-KI应用范围
基因治疗:确保细胞治疗中治疗性基因的稳定整合。
干细胞工程:技术在IPSC中实现了高效率的转基因敲入。
功能基因组学:筛选必需基因的功能域或调控元件。
疾病建模:构建高纯度的基因修饰细胞系(如肿瘤突变模型)。
服务详情
细胞类型 | 肿瘤细胞、干细胞等各类细胞,点击查看全部细胞系列表 |
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服务类型 | 荧光蛋白定点敲入/标签蛋白定点敲入/特定位点敲入 |
交付标准 | 基因敲入单克隆细胞1株(2管细胞,1×10^6/管) |
周期/价格 |
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艾迪基因创新研发的高效基因敲入技术,采用了升级的CRISPR/Cas9系统。积攒十几年的基因编辑经验,总结出来最优的gRNA和Donor载体设计策略,具有更高的阳性率和更广的敲入位点选择性。

服务优势
高效率
HES-KI技术在多种细胞类型中实现了68%的敲入效率,远高于现有技术
兼容性
HES-KI技术兼容AAV和非病毒DNA模板,减少了对AAV载体的依赖,降低了成本和制造难度
安全性
通过在必需基因中进行编辑,HES-KI技术能够自然选择出成功敲入的细胞,减少了非特异性插入的风险
多重基因编辑
HES-KI可以同时敲入多个CAR基因,实现对多种肿瘤抗原的同时靶向,减少肿瘤逃逸的可能性
服务类型
可根据客户需求,综合基因和细胞等情况进行敲入方案设计。
荧光蛋白定点敲入 | EFGP、Luc、mCherry等 |
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标签蛋白定点敲入 | Flag、HA、Myc、HiBiT等 |
特定DNA片段敲入目标基因组位置 | / |
特定DNA片段敲入基因组安全位点 | / |
服务流程

应用案例
艾迪基因根据客户需求,综合靶基因和细胞的情况,针对性地设计了基因敲入方案。
● K562细胞GAPDH基因C端插入EGFP
1. 设计

2. 结果
1)使用HES-KI技术在K562细胞GAPDH中敲入EGFP,未使用抗性筛选情况下多克隆的敲入效率达到37%

2)Sanger测序验证EGFP精确敲入K562 GAPDH基因C端

3)K562 EGFP-KI细胞和WT细胞单克隆细胞株倍增时间差异不显著,EGFP插入后不影响K562细胞生长

4)不同K562 EGFP-KI单克隆细胞株EGFP mRNA表达量差异不显著,EGFP-KI单克隆均一性好

5)K562 EGFP-KI细胞图片
K562 EGFP-KI多克隆 |
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K562 EGFP-KI单克隆 |
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●293T和CHO-K1细胞GAPDH基因C端插入EGFP
1. 设计

2. 结果
1)使用HES-KI技术,293T多克隆细胞中,EGFP的敲入效率达到68%。在CHO-K1多克隆细胞中,EGFP的敲入效率达到55%


2)Sanger测序验证EGFP精确敲入GAPDH基因C端:
293T:

CHO-K1:

3)EGFP-KI多克隆细胞图片:
293T | CHO-K1 | ||
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Advantage and Characteristic

Optimazied Strategy
We have create a unique sgRNA Design Logic

Optimazied Strategy
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参考文献
通过同步细胞周期来增强CRISPR介导的同源重组修复(HDR)效率
Modulation of cell cycle increases CRISPR-mediated homology-directed DNA repair
该研究探讨了通过同步细胞周期来增强CRISPR介导的同源重组修复(HDR)效率的方法。使用小分子调节细胞周期,在各种细胞系中实现了1.2-1.5倍的KI效率提高。研究还展示了该方法在动物胚胎中的应用,显著提高了猪胚胎中的KI频率。这一方法通过调节细胞进入有利于HDR的周期阶段,从而提高了基因敲入的成功率,为CRISPR基因编辑提供了新的优化策略。
基于CLASH技术的基因敲入策略
CLASH enables large-scale parallel knock-in for cell engineering
CLASH(Cas9-Linked Adaptor Synthesis for Homology-directed repair)技术能够在大规模细胞工程中实现高效的基因敲入。该方法结合了Cas9蛋白和适配子合成,使得在多种细胞类型中进行平行敲入成为可能。通过在DNA修复过程中提供特定的适配子来提高同源重组修复(HDR)的效率,从而大大提升基因敲入的成功率。该技术展示了在细胞工程和基因编辑中的巨大潜力,特别是在需要多基因修改的复杂生物工程应用中。
FAQ
基因敲入在药物开发中的作用是什么?
基因敲入在药物开发中发挥了重要作用。它用于靶点验证,通过将特定基因敲入细胞系或动物模型中,确认药物靶点的有效性。它还能帮助建立疾病模型,测试药物在这些模型上的疗效和安全性。基因敲入技术还支持药物筛选,通过带有敲入基因的细胞系进行高通量筛选,发现潜在药物候选分子。此外,它还能揭示药物的作用机制,优化药物结构和用法。整体而言,基因敲入技术加速了药物研发过程,并提高了治疗效果和安全性。
基因敲入技术的核心原理是什么?
基因敲入技术是通过将外源基因序列插入到基因组的特定位置来实现基因功能研究或疾病治疗。艾迪基因利用先进的基因编辑工具,如CRISPR/Cas9系统,通过引导核酸酶切割目标DNA,并利用同源重组或非同源末端连接将外源基因准确插入指定位置,以实现高效且精确的基因敲入。
为什么选择艾迪基因,艾迪基因在基因敲入技术中的主要优势是什么?
艾迪基因在基因敲入技术中的主要优势包括:
效果保障:我们拥有10年CRISPR基因编辑经验,全球知名院校博士专家团队一对一服务。
高精度:利用艾迪基因开发的优化工具,减少脱靶效应,提高编辑的准确性。
高效率:艾迪基因的技术平台提高了基因敲入的成功率,加快了实验进程。
定制服务:根据客户需求,提供个性化的基因敲入解决方案,以满足不同研究或治疗目标。
效果保障:我们拥有10年CRISPR基因编辑经验,全球知名院校博士专家团队一对一服务。
高精度:利用艾迪基因开发的优化工具,减少脱靶效应,提高编辑的准确性。
高效率:艾迪基因的技术平台提高了基因敲入的成功率,加快了实验进程。
定制服务:根据客户需求,提供个性化的基因敲入解决方案,以满足不同研究或治疗目标。