基因工程动物模型包括转基因模型、基因敲除模型 、基因敲入模型、基因点突变模型。
TALEN技术原理
TALEN(Transcription Activator-Like Effector Nuclease) 技术是基于对DNA识别的TALEN臂和人工改造的核酸内切酶的切割域(FokⅠ)的结合对细胞基因组进行修饰而实现的。TALEN的DNA识别域是由一些非常保守的重复氨基酸序列模块组成，每个模块由34个氨基酸组成，其中第12和13位的氨基酸种类为可变的（RVDs），且决定了该模块识别靶向位点的特异性。通过DNA识别域结合到靶位点上，以及FokI的切割域形成二聚体后，可特异性对目标基因DNA实现切断。在非同源末端连接修复过程中，DNA双链断开后会由于碱基的随机增减造成目标基因功能缺失。 该技术目前已成功应用于植物、细胞、酵母、斑马鱼及大、小鼠等各类模式动物的研究领域。
TALEN技术流程图
TALEN由四部分组成：N端序列，RVD，C端序列，FokI。利用Type II 限制性内切酶可以将RVDs模块分别生成不同的粘性末端，同时又不留有酶切位点， 通过一系列的相应酶切连接反应实现RVDs与TALEN骨架的无缝连接。
TALEN系统利用FokI的内切酶活性打断目标基因。FokI形成二聚体发挥活性，在TALEN结合臂的引导下，发挥特异性内切酶活性，在两个靶位点之间剪切DNA，形成DSB（Double- Strand Breaks）,诱发DNA损伤修复机制。细胞通过NHEJ（Non- homologous End Joining）修复DNA，在此修饰过程中导致删除或插入了一定数目（非3的倍数）的碱基，造成移码，形成对目标基因特异性KO的突变体。
CRISPR（clustered,regularlyinterspaced,shortpalindromicrepeats）是一种来自细菌降解 入侵的病毒DNA或其他外源DNA的免疫机制。在细菌及古细菌中，CRISPR系统共分成3类，其中Ⅰ类和Ⅲ类需要多种CRISPR相关蛋白（Cas蛋白）共同发挥作用，而Ⅱ类系统只需要一种Cas蛋白即可，这为其能够广泛应用提供了便利条件。
目前，来自Streptococcuspyogenes的CRISPR-Cas9系统应用最为广泛。Cas9蛋白（含有两个核酸酶结构域），可以分别切割DNA两条单链。Cas9首先与crRNA及tracrRNA结合成复合物，然后通过PAM序列结合并侵入DNA，形成RNA-DNA复合结构，进而对目的DNA双链进行切割，使DNA双链断裂。
由于PAM序列结构简单（5'-NGG-3’），几乎可以在所有的基因中找到大量靶点，因此得到广泛的应用。CRISPR-Cas9系统已经成功应用于植物、细菌、酵母、鱼类及哺乳动物细胞，是目前最高效的基因组编辑系统。
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