一、定義與分子機(jī)制

同源重組是一種依賴DNA序列相似性（同源臂）的精準(zhǔn)基因編輯技術(shù)，通過(guò)外源載體與宿主基因組間的序列交換實(shí)現(xiàn)靶向修飾。其核心機(jī)制包括：

1. 同源臂介導(dǎo)的精準(zhǔn)定位

• 外源載體兩端設(shè)計(jì)≥1 kb的同源臂（與靶基因側(cè)翼序列一致），引導(dǎo)載體與基因組特異性結(jié)合（避免隨機(jī)插入）。

2. DNA斷裂修復(fù)與交換

• 內(nèi)源核酸酶（如Cas9）或自發(fā)損傷誘導(dǎo) 雙鏈斷裂（DSB） → 細(xì)胞啟動(dòng)同源定向修復(fù)（HDR） → 以載體為模板合成新鏈，實(shí)現(xiàn)基因替換/插入。

3. 關(guān)鍵分子參與者

• RecA/Rad51：介導(dǎo)DNA鏈配對(duì)與交換

• BRCA1/2：調(diào)控修復(fù)路徑選擇（HR vs. NHEJ）

生物學(xué)意義：HR是wei一能實(shí)現(xiàn)單堿基至大片段精準(zhǔn)替換的自然修復(fù)機(jī)制，區(qū)別于易出錯(cuò)的非同源末端連接（NHEJ）。

二、技術(shù)流程與關(guān)鍵步驟

1. 載體設(shè)計(jì)策略

2. 細(xì)胞工程化改造

• 胚胎干細(xì)胞（ESC）打靶：

1. 電穿孔導(dǎo)入線性化載體 → G418篩選陽(yáng)性克隆

2. PCR/Southern驗(yàn)證重組位點(diǎn)（避免隨機(jī)整合）
   

    

• CRISPR-HR聯(lián)用：

• Cas9切割靶位點(diǎn) → 同步提供HR模板（效率提升50倍）

3. 動(dòng)物模型構(gòu)建流程

注：傳統(tǒng)ESC/HR流程需6-12個(gè)月，CRISPR-HR可縮短至3個(gè)月。

三、應(yīng)用場(chǎng)景與突破案例

1. 疾病模型構(gòu)建

2. 生物醫(yī)藥生產(chǎn)

• 治療性蛋白載體：

• HR將人抗凝xue酶III基因插入山羊β-酪蛋白位點(diǎn) → 乳汁中表達(dá)藥用蛋白（產(chǎn)量>1g/L）

• 基因治療修復(fù)：

• HR修正β-珠蛋白突變 → 治療β-地中海貧血（臨床前階段）

3. 合成生物學(xué)

• 染色體工程：

• Cre/loxP介導(dǎo)大片段重組 → 構(gòu)建環(huán)形人工染色體（中的MI系統(tǒng)）