技術介紹

  電穿孔是一種應用廣泛且高效的外源分子導入技術。該技術利用短暫的電脈衝在細胞膜上產生暫態微孔，從而能夠將包括DNA、RNA、mRNA、核糖核蛋白（RNPs）及蛋白質在內的多種分子遞送到幾乎所有類型的細胞中。

傳統向細胞核輸送物質的方法——原核注射，涉及使用極細的玻璃針將物質注入細胞核。然而，使用此方法時，注射量難以精確控制，且玻璃針可能損傷原核DNA及受精卵的細胞膜。正是由於這些限制，注射後的存活率以及注射胚胎移植至受體小鼠後的出生率均大幅降低。為獲得所需的實驗群體，至少需要進行2至3代（約9至12個月）的繁育過程。

電穿孔的操作流程簡明直接：首先將細胞與目標分子混合於導電緩衝液中，置於構成閉合回路的電穿孔裝置內。隨後施加經過精密校準、持續時間在微秒至毫秒級的電脈衝。這種脈衝會暫態擾亂細胞膜的磷脂雙分子層結構，形成暫時性通道。與此同時，產生的電場會通過電泳效應驅動帶電荷分子（如DNA）穿過這些通道進入細胞內。 採用GTL的優化方案，我們能夠高效地將物質輸送至雄性和雌性原核中，同時不對胚胎發育造成損傷。獲得所需實驗小鼠的時間因此大幅縮短，僅需一代（約3個月）即可實現。 

該技術兼具高效性與實用性：操作相對簡單，實驗結果重現性高，並能實現大量細胞的快速轉染。值得注意的是，該方法無需使用載體，且對細胞類型的依賴性較低，因此特別適用於那些難以轉染的細胞系。

  與傳統原核顯微注射法相比，電穿孔技術不僅能在更短週期內獲得目標實驗動物，還能有效降低實驗成本。

針對19個基因的電穿孔敲除實驗結果顯示，插入/缺失（Indel）發生率為93.2%，純合敲除（hom KO）成功率達85.6%。相比之下，通過原核注射技術對2個基因進行的敲除實驗雖產生42.6%的Indel率，但未檢測到任何純合敲除個體。

胚胎幹細胞（ES細胞）注射是構建基因靶向小鼠（如基因敲除和基因敲入小鼠）最廣泛使用的方法之一。該方法將經過基因改造的胚胎幹細胞注入小鼠囊胚中。在GTL的技術方案中，使用精密拉制的微玻璃針將ES細胞導入8細胞期胚胎。注射完成後，將形成的囊胚通過外科手術移植至假孕代孕母鼠子宮內，最終獲得基因修飾小鼠。 

借助GTL的胚胎幹細胞注射技術， 我們使用精密拉制的微玻璃針將胚胎幹細胞導入8細胞期胚胎。注射完成後，所得囊胚通過外科手術移植至假孕代孕母鼠子宮內，以此培育基因修飾小鼠。  採用此方法我們能夠在子零代培育出完全由胚胎幹細胞發育而成的小鼠，顯著縮短獲得實驗鼠所需的時間。

基因組編輯的效率高度依賴於gRNA的序列和細胞類型。儘管現有軟體能夠精准預測體細胞的編輯結果，但目前尚無軟體能夠預測胚胎的編輯結果。GTL基於已公開的體細胞編輯資料，開發並持續優化了兩款新型軟體，其預測性能已達到商業預測軟體的水準。