Genetisk ablation

Genetisk ablation inträffar när en gen anses "noll" genom den homologa genetiska rekombinationen av en gen. Det används vid selektiv undertryckning av en specifik cellinje eller celltyp. Denna genteknik begränsar inte tillväxthämning till bara aktiviteten hos en enskild gen. Specifik cellablation möjliggör undersökning av in vivo -aktiviteten hos celler. Ett exempel på denna metod i aktion kan ses genom produktionen av en knockout-mus. Detta åstadkoms genom administrering av en eller flera transgener in i en befruktad musoocyts pronucleus. Efteråt återimplanteras den i en värdmamma, som sedan föder en transgen mus. Den transgena musen bär en kopia av transgenen3 av ​​flera hundra. Från dessa möss kan en homozygot koloni skapas genom avel.

Historisk utveckling

1990 var genknockouttekniken bara under utveckling. Det saknades information om de initiala händelserna som inträffar under hela utvecklingen av ryggradsdjursembryot . För att skapa en bättre förståelse måste instruktionerna för att göra en hel uppsättning DNA i en person eller organism dissekeras, och generna som är involverade i denna process måste bestämmas. Instruktioner för embryonal utveckling kan ha viss korrelation till bristen på utrymme som visas av många gener i deras uttrycksmönster. En teknik som används för att utvärdera specifik genfunktion är genom inaktivering eller borttagning av den genen. Genom att utrota en specifik gen kan dess roll i utvecklingen av det embryonala uttrycksmönstret kunna observeras.

Klinisk signifikans

Förmågan att selektivt avlägsna celler genom ablation är monumental i studiet av utvecklingen av eukaryotisk biologi, vilket i hög grad bidrar till studiet av cellernas ursprung, öde eller funktion. Genetisk ablation sker genom leverans av ett toxin eller dödsinducerande gen som styrs av en cellspecifik förstärkare (genetik), eller genom att använda GAL4/UAS-systemet . På grund av mängden kända förstärkare kan toxiner och dödsgener fästas till nästan vilken cell som helst, vilket tillåter celltypsspecificitet. Genom genetisk ablation kan effekterna av att ta bort varje cell av ett specifikt slag inuti ett embryo observeras; dessutom kan hela befolkningen studeras istället för bara individerna.

Fördelar

Celltypsspecificitet är en betydande fördel med genetisk ablation. De många förstärkare som finns tillåter denna specificitet eftersom toxiner och dödsgener kan rikta sig mot i princip vilken cell som helst. Denna cellspecificitet tar bort alla valda celltyper i alla sektioner av embryot. Detta är en fördel eftersom antalet analoga celler som elimineras i en vävnad har en inverkan på de fenotypiska effekterna av ablation. Dessutom, eftersom genetisk ablation endast kräver organisering av en genetisk korsning, är det enkelt tekniskt, vilket möjliggör en samtidig undersökning av väsentligt stora populationer av individer. Ett större antal prover hjälper till att autentisera resultaten genom att tillhandahålla mer data att dra slutsatser från. I vissa fall är ablationen också cellautonom, vilket eliminerar all rädsla för att äventyra närliggande celler. Detta ses i ricin -A- och difteri -A-kedjor samt de dödsinducerande generna.

Nackdelar

Det finns också nackdelar förknippade med de genetiska metoderna för ablation. Det finns oregelbundenheter i uttrycket som drivs av förstärkare. Dessa oregelbundenheter kan observeras genom avsaknad av restriktion av en utvald förstärkare till en utvald celltyp eller genom brist på inkludering för alla celler av ett visst slag i ett embryo. Vidare kan de uttryckande cellerna dödas av låga nivåer av uttryck. Brist på val av tidpunkt kan också visa sig vara en nackdel. Detta är möjligt om uttrycket av effektorgenen är GAL4- eller förstärkarberoende. Det är viktigt att bekräfta att den toxinkodande genen endast uttrycks under relevanta utvecklingsstadier och i den specifika cellen i embryot. Detta kan undvikas genom att använda mosaikuttryck.

Tekniska implikationer

Temporell kontroll av genuttryck och ablation kan tillskrivas utvecklande transgena och genterapiteknologier. Dessa teknologier förstärks av en förståelse för de mekanismer som påverkar vävnadsspecifik gentranskription. Genetisk ablation gör att gener kan avlägsnas av föreningar som introduceras i organismen av intresse.

Genetisk ablation hos transgena möss

Genetisk ablationsteknik kan kanske producera möss med mutationer i nästan varje gen som finns i deras könslinje. Även om denna teknik inte är fulländad, innehåller den förmågan att rikta in sig på frågor kring embryonal tillväxts molekylära och cellulära biologi. Dessutom kan det hjälpa till att skapa djur för att fungera som guider som visar effekterna på mänskliga sjukdomar inklusive demyelinisering , dvärgväxt och immunbrist .

Genetisk ablation i växtutveckling

Genetisk ablation är en anmärkningsvärd komponent i studiet av cellinjer hos däggdjur. Denna kända kvalitet uppmuntrar ytterligare studier i att dissekera växtutvecklingsprocesser. En omfattande översikt över utvecklingsstadierna observeras genom avsiktlig celldöd genom användning av promotorer som specifikt visas i olika celltyper, tillsammans med förmågan att producera genetiskt modifierade växter. På grund av den mer specifika tekniken som används vid produktion av chimära växter, i kombination med laserablation , fungerar genetisk ablation som en huvudmekanism för att förstå växtcellsutveckling.