在我们研究某种疾病的发病机制或者某种药物的作用靶点时，经常需要建立目的基因过表达或基因敲除的细胞模型，目前构建稳转细胞株及部分敲除细胞株最常用的方式之一是慢病*法，慢病*因其可以转染几乎所有种类的细胞，且在转染后可以整合到细胞的基因组而长期表达的优势，是目前较为主流的构建方法，但慢病*构建的稳转细胞株相对于野生型没有生长优势；此外，慢病*对目的基因的载量也有限。因此，寻找一种高效简便可替代慢病*法的方法显得尤为重要。
转座子的出现为构建基因编辑细胞株提供了一个全新的视野。转座子也被称为跳跃基因，由BarbaraMcClintock教授在上世纪50年代发现，并于年因此发现而获得诺贝尔医学奖，是指一段DNA序列由基因组的一个位置跳跃到另一个位置。转座子主要包含两种类型：
一类转座子：逆转座子（retrotransposons），自身不表达转座酶，先转录为RNA，通过RNA的反转录获得cDNA，cDNA在整合酶的作用下转移到其他基因组位置。
二类转座子：DNA转座子（DNAtransposons），通过自身编码的转座酶直接切割转座子所在DNA序列，实现序列的转移。在脊椎动物中发现的转座子系统中，以睡美人转座子（SleepingBeauty）和piggyBac转座子等DNA转座子最为常见。
睡美人转座子是由科学家Levis于年在脊椎动物中首个发现的转座子，其通过生物信息学方法分析8种鲑鱼中12个Tc1类转座酶序列，找出了其中的保守序列，确定了已经灭绝的鲑鱼中具有活性的转座酶的基因序列，并称其为睡美人转座子。但睡美人转座子对宿主要求严格，且存在转座效率不稳定等情况，限制了其广泛应用，而piggyBac转座子则因其特异的整合位点、精密切割以及广泛存在的特性被大家所青睐。
PiggyBac转座子结构与机制
PiggyBac转座子（粉纹夜蛾）是一个bp长的可自主转移元件，两末端分别有一个由13bp和19bp的TIR序列组成的亚末端重复序列，两端TIR序列之间的间隔分别是3bp（5’端）和31bp（3’端），在两个亚末端重复序列之间，有一个1.8kb的开放阅读框，编码由个氨基酸组成、分子量大小为64KD的PiggyBac转座酶。如下图所示：
PiggyBac属于II类转座子，通过“剪切-粘贴”机制移动，即从基因组一个位置转座到另一个位置，不留下序列本身（与I类启动子通过“复制-粘贴”的移动方式不同）。
通过对PiggyBac超家族成员序列比对结果分析，发现PiggyBac转座酶保守的氨基酸位点为D、D和D，与许多其它的转座酶和逆转录酶的保守结构域DDE类似，这三个位点参与了几乎所有的转座活动，包括DNA切割、发夹结构形成和目的序列的插入。具体的整合过程如下图所示：
PiggyBac转座酶结合到转座子DNA序列两端，开始精确地切割每条DNA链转座子DNA的3’端，形成3’-OH结构；之后3’-OH攻击互补链5’末端TTAA与转座子间的磷酸二酯键，导致互补链DNA断裂，释放转座子，同时转座子两端形成发夹结构；找到新的TTAA四碱基整合位点后，转座酶伸展转座子的发夹结构，暴露3’-OH，同时3’-OH攻击TTAA整合位点的5’端，形成新的磷酸二酯键；互补链及转座子释放位点处的单链缺口的修复由宿主因子完成，转座完成。
PiggyBac转座子载体系统组成
PiggyBac转座子在发现后经过了一系列优化和改造的过程，如转座酶密码子优化，以及两端TIR序列的简化，最后形成了一套完整的PiggyBac载体系统。PiggyBac载体系统成员主要有：一个辅助质粒：编码转座酶；一个转座子质粒：含优化的两端亚末端反向重复序列，中间是被转座区域，可插入我们想转座到宿主基因组中的目的基因序列。
实验时需同时将辅助质粒和转座子质粒共同转化靶细胞，辅助质粒编码的转座酶识别转座子质粒两端的TIR序列并切割，释放的被转座区被转座酶整合到宿主基因组中含TTAA序列的位点，并在被转座区两端出现TTAA重复序列。
在不降低转座效率的情况下，两端优化后的TIR序列间可插入10kb左右的序列，研究表明，在小鼠中通过受精卵注射的方式，用PiggyBac转座子载体在基因组插入细菌人工染色体（BACs，kb-kb），转座效率最高的达到了45%（F0代中有45%的小鼠携带了BACs）。
应用
1.作为非病*载体
与传统的病*载体相比，PiggyBac具有以下几大优点：首先是安全性高、操作方便（可直接用质粒转化细胞）；其次是载体容量大（10kb-20kb），可实现多基因的共表达；第三是可通过调节转座子质粒和辅助质粒的比例，提高外源基因的整合效率，并且可通过反向PCR精确确定目的基因插入的位置；第四是再次转座后实现精确切离；第五是转座后不引起染色体重排等不稳定现象；最后是宿主范围广，转座效率高，较少依赖宿主因子。
2.基因治疗
研究表明，PiggyBac转座系统在Hela、HEK、CHO及H等细胞中高效转座，且携带的目的基因稳定表达，因而是很有吸引力的基因治疗候选载体之一。
3.突变工具
PiggyBac再次转座偏向插入基因内部且插入位点分布较广，可用作基因插入突变的工具，这点为哺乳动物的基因组功能研究提供了较好的研究工具。
赛业OriCell目前已应用PiggyBac与基于传统CRISPR/Cas9研发而成的CRISPR-Pro技术结合实现大片段基因敲除，与移码突变相比，敲除更彻底，各项实验数据表明采用CRISPR-Pro技术更高效。相比于传统病*法构建的细胞株，使用PiggyBac构建的细胞株具有更高的遗传稳定性。赛业OriCell扎根基因敲除领域14年，拥有上万例基因敲除项目经验，平台成熟稳定，目前已成功敲除细胞株种类超过种，成功保障，安全无忧。