一种基因定点敲入载体构建方法、系统及平台技术方案

本发明专利技术属于生物信息领域，具体涉及一种基因定点敲入载体构建方法、系统及平台。本发明专利技术通过获取待敲入基因原始数据信息，并创建与所述待敲入基因相对应的骨架，构建载体敲入模型；实时获取待插入序列数据，定点将待敲入基因同源臂序列、外源基因和一些功能元件按设计规则有序敲入载体，以及与方法相对应的系统及平台，可以实现外源基因的定点敲入，使遗传背景更为简单，实验操作更加精准、高效，而且比传统操作更简单，设计上更灵活，成本更低，周期也更短。并且通过基因的定点敲入为未来靶向基因治疗提供了可能，将功能缺失的DNA片段修复为有功能的DNA片段，即可实现基因治疗的目的，同时可以大大提高产出，解放人力，提高工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基因定点敲入载体构建方法、系统及平台
本专利技术属于生物信息领域，具体涉及一种基因定点敲入载体构建方法、系统及平台。
技术介绍
当前，研究基因功能的手段主要有两种：一种是基因功能缺失；另一种是实现基因的过表达。基因敲入是实现基因稳定过表达的一种有效技术。基因敲入(Geneknock-in)是指利用随机整合、转座子系统、同源重组等方式将外源功能基因插入到基因组中，使其在细胞内进行表达的基因编辑技术。然而，目前的基因敲入模型包含：常规基因敲入、点突变、条件性点突变和人源化，较早的基因敲入方式主要是通过随机整合或转座子系统整合到宿主基因组中，这种敲入方式随机性较强，很容易引起其它基因功能的丧失，同时插入的拷贝数和位置不固定，因此同一来源的细胞系中不同的细胞间表达差异比较明显，不利于控制基因的表达水平。此外，当前市面上仅存在多款辅助人工设计的质粒载体设计系统，并没有一款既包含质粒载体设计又包含生产各环节流程自动设计方法。而且传统操作，由于人工设计载体方案用时很长，需要投入很多人力以及大量时间，于此同时实验设计方案各项技术点需要经验丰富的实验人员进行设计，最后还达不到获得目的基因敲入方案载体构建的设计需求。因此，针对以上传统实验操作无法实现外源基因的定点敲入，并且操作复杂繁琐、效率低下、耗时费力的缺陷技术问题，有必要提出一种基因定点敲入载体构建方法、系统及平台。
技术实现思路
针对以上目前操作传统实验操作无法实现外源基因的定点敲入，并且操作复杂繁琐、效率低下、耗时费力的技术问题及缺陷。本专利技术提供一种基因定点敲入载体构建方法、系统及平台，也就是说：本专利技术的第一目的在于：提供一种基因定点敲入载体构建方法；本专利技术的第二目的在于：提供一种基因定点敲入载体构建系统；本专利技术的第三目的在于：提供一种基因定点敲入载体构建平台；本专利技术的第一目的是这样实现的：所述方法具体包括：获取待敲入基因原始数据信息，并创建与所述待敲入基因相对应的骨架；根据待敲入基因原始数据信息及骨架和敲入元件，构建载体敲入模型；实时获取待插入序列数据，结合所述载体敲入模型，定点将待敲入基因同源臂和功能调控元件敲入载体。进一步地，所述获取待敲入基因原始数据信息之中，还包括：标注与所述待敲入基因相对应的同源臂和敲入元件序列信息；实时筛选与所述待敲入基因模型相对应的骨架。进一步地，所述标注与所述待敲入基因相对应的同源臂和敲入元件序列信息之中，还包括：创建同源臂区域，并对敲入元件序列进行硕源；实时处理同源臂和基因序列上的突变。进一步地，所述根据待敲入基因原始数据信息及骨架和敲入元件，构建载体敲入模型之中，还包括：构建基因序列元件敲入质粒载体模型；根据插入序列的长度和元件的序列来源，构建连转引物模型；构建菌检引物模型和酶切鉴定模型；构建测序引物模型，用于对载体进行测序；所述实时获取待插入序列数据，结合所述载体敲入模型，定点将待敲入基因同源臂序列、外源基因和调控元件序列载体之后，还包括：可视化展示敲入各元件序列后的载体。进一步地，所述构建基因序列元件敲入质粒载体模型之中，还包括：根据所述敲入序列的长度，实时创建元件敲入方案；通过所述敲入方案，实时选定第一步之后的每一步敲入操作切割骨架时所需内切酶，并将所选内切酶加入所述方案相应步骤待敲入元件的序列中，首次敲入的序列已有骨架切割位点方案。进一步地，所述根据敲入序列的长度和元件的序列来源，构建连转引物模型之中，还包括：根据序列片段长度和元件来源对序列进行分组，极短序列通过引物连入，有模板的序列通过引物进行PCR扩增获取，除上述以外的序列则通过基因序列合成获得，相邻合成片段可合在一起通过序列合成一个片段获得；根据序列片段类型构建连转引物模型。进一步地，所述根据所述敲入序列的长度，实时创建元件敲入方案之中，还包括：创建元件分步敲入顺序模型；并判定质粒载体骨架切割处理酶切数据。本专利技术的第二目的是这样实现的：所述系统具体包括：获取单元，用于获取待敲入基因原始数据信息，并创建与所述待敲入基因模型相对应的骨架；模型构建单元，用于根据待敲入基因原始数据信息及骨架和敲入元件，构建载体敲入模型；定点敲入单元，用于实时获取待敲入序列数据，结合所述载体敲入模型，定点将各序列元件敲入载体。进一步地，所述系统中，还包括：展示模块，用于可视化展示敲入各元件序列后的载体；所述获取单元中，还包括：标注模块，用于标注与所述待敲入基因相对应的同源臂和基因序列信息、突变信息、调控元件信息；筛选模块，用于实时筛选与所述待敲入基因相对应的骨架；第一创建模块，用于创建同源臂区域，并对敲入元件序列进行硕源；处理模块，用于实时处理同源臂和基因序列上的突变；所述模型构建单元中，还包括：第一构建模块，用于构建基因序列元件敲入质粒载体模型，同时包含内切酶切割骨架方案模型；第二构建模块，用于根据敲入序列的长度和元件的序列来源，构建连转引物模型；第三构建模块，用于构建菌检引物模型和酶切鉴定模型；第四构建模块，用于构建测序引物模型，用于对所述载体进行测序；第三创建模块，用于根据所述元件序列的长度，实时创建元件敲入方案；第一选定模块，用于通过所述敲入方案，实时选定第一步之后的每一步操作敲入切割骨架时所需内切酶，并将所选内切酶加入所述方案相应步骤待敲入元件的序列中；分组模块，用于根据序列片段长度和元件来源对序列进行分组；第五构建模块，用于根据序列片段类型构建连转引物模型；第二创建模块，用于创建元件敲入顺序模型；并判定处理酶切数据。本专利技术的第三目的是这样实现的：包括：处理器、存储器以及基因定点敲入载体构建平台控制程序；其中在所述的处理器执行所述的基因定点敲入载体构建平台控制程序，所述的基因定点敲入载体构建平台控制程序被存储在所述存储器中，所述的基因定点敲入载体构建平台控制程序，实现所述的基因定点敲入载体构建方法步骤。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过一种基因定点敲入载体构建方法：获取待敲入基因原始数据信息，并创建与所述待敲入基因相对应的骨架；根据待敲入基因原始数据信息及骨架和敲入元件，构建载体敲入模型；实时获取待插入序列数据，结合所述载体敲入模型，定点将外源基因敲入载体；以及与方法相对应的系统及平台，可以实现外源基因的定点敲入，使遗传背景更为简单，实验操作更加精准、高效。而且比传统操作更简单，设计上更灵活，成本更低，周期也更短。并且通过基因的定点敲入为未来靶向基因治疗提供了可能，将功能缺失的DNA片段修复为有功能的DNA片段，即可实现基因治疗的目的。也就是说，通过本专利技术方案，可以大大提高产出，解放人力，提高工作效率，和精准率原本繁琐复杂的设计过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基因定点敲入载体构建方法，其特征在于，所述方法具体包括：/n获取待敲入基因原始数据信息，并创建与所述待敲入基因相对应的骨架；/n根据待敲入基因原始数据信息及骨架和敲入元件，构建载体敲入模型；/n实时获取待插入序列数据，结合所述载体敲入模型，定点将待敲入基因同源臂和功能元件敲入载体。/n

【技术特征摘要】
1.一种基因定点敲入载体构建方法，其特征在于，所述方法具体包括：
获取待敲入基因原始数据信息，并创建与所述待敲入基因相对应的骨架；
根据待敲入基因原始数据信息及骨架和敲入元件，构建载体敲入模型；
实时获取待插入序列数据，结合所述载体敲入模型，定点将待敲入基因同源臂和功能元件敲入载体。


2.根据权利要求1所述的一种基因定点敲入载体构建方法，其特征在于，所述获取待敲入基因原始数据信息之中，还包括：
标注与所述待敲入基因相对应的同源臂和敲入元件序列信息；
实时筛选与所述待敲入基因模型相对应的骨架。


3.根据权利要求2所述的一种基因定点敲入载体构建方法，其特征在于，所述标注与所述待敲入基因相对应的同源臂和敲入元件序列信息之中，还包括：
创建同源臂区域，并对敲入元件序列进行硕源；
实时处理同源臂和基因序列上的突变。


4.根据权利要求1所述的一种基因定点敲入载体构建方法，其特征在于，所述根据待敲入基因原始数据信息及骨架和敲入元件，构建载体敲入模型之中，还包括：
构建基因序列元件敲入质粒载体模型；
根据插入序列的长度和元件的序列来源，构建连转引物模型；
构建菌检引物模型和酶切鉴定模型；
构建测序引物模型，用于对载体进行测序；
所述实时获取待插入序列数据，结合所述载体敲入模型，定点将待敲入基因同源臂序列、外源基因和调控元件序列敲入载体之后，还包括：
可视化展示敲入各元件序列后的载体。


5.根据权利要求4所述的一种基因定点敲入载体构建方法，其特征在于，所述构建基因序列元件敲入质粒载体模型之中，还包括：
根据所述敲入序列的长度，实时创建元件敲入方案；
通过所述敲入方案，实时选定第一步之后的每一步敲入操作切割骨架时所需内切酶，并将所选内切酶加入所述方案相应步骤待敲入元件的序列中，首次敲入的序列已有骨架切割位点方案。


6.根据权利要求4所述的一种基因定点敲入载体构建方法，其特征在于，所述根据敲入序列的长度和元件的序列来源，构建连转引物模型之中，还包括：
根据序列片段长度和元件来源对序列进行分组，极短序列通过引物连入，有模板的序列通过引物进行PCR扩增获取，除上述以外的序列则通过基因序列合成获得，相邻合成片段可合在一起通过序列合成一个片段获得；
根据序列片段类型构建连转引物模型。


7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：高翠，白颖，
申请(专利权)人：广州赛业百沐生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44