Geninriktning

En chimär musgen riktad mot agouti pälsfärgsgenen , med dess avkomma

Geninriktning (även ersättningsstrategi baserad på homolog rekombination ) är en genetisk teknik som använder homolog rekombination för att modifiera en endogen gen . Metoden kan användas för att radera en gen, ta bort exoner , lägga till en gen och modifiera individuella baspar (införa punktmutationer ) . Processen med geninriktning ger ett sätt att förändra specifika gener för att bättre identifiera deras biologiska roller. Geninriktning kan vara permanent eller villkorad. Tillstånd kan vara en specifik tid under utvecklingen /livet av organismen eller begränsning till en specifik vävnad , till exempel. Geninriktning kräver skapandet av en specifik vektor för varje gen av intresse. Den kan dock användas för vilken gen som helst, oavsett transkriptionsaktivitet eller genstorlek.

Metoder

I allmänhet samlas DNA som innehåller en del av genen som ska målsökas, en reportergen och en (dominant) selekterbar markör i bakterier .

Geninriktningsmetoder är etablerade för flera modellorganismer och kan variera beroende på vilken art som används. För att rikta in sig på gener i möss infogas DNA i embryonala stamceller från mus i kultur. Celler med insättningen kan bidra till en muss vävnad via embryoinjektion . Slutligen föds upp chimära möss där de modifierade cellerna utgör reproduktionsorganen . Efter detta steg baseras hela musens kropp på den valda embryonala stamcellen.

Vildtyp Physcomitrella och knockout-mossor : Avvikande fenotyper inducerade i genstörande bibliotekstransformanter. Physcomitrella vildtyp och transformerade växter odlades på minimalt Knop-medium för att inducera differentiering och utveckling av gametoforer . För varje anläggning visas en översikt (övre raden, skalstreck motsvarar 1 mm) och en närbild (nedre raden, skalstreck motsvarar 0,5 mm). En, haploid mossväxt av vildtyp helt täckt med lummiga gametoforer och närbild av vildtypsblad. BD, olika mutanter.

För att målinrikta gener i mossa inkuberas DNA:t tillsammans med nyisolerade protoplaster och med polyetylenglykol . Eftersom mossor är haploida organismer kan mossfilament ( protonema ) screenas direkt för målet, antingen genom behandling med antibiotika eller med PCR . Denna procedur för omvänd genetik är unik bland växter och är lika effektiv som i jäst . Geninriktning har framgångsrikt tillämpats på nötkreatur, får, svin och många svampar.

Frekvensen av geninriktning kan förbättras avsevärt genom användning av konstruerade endonukleaser såsom zinkfingernukleaser , konstruerade målsökningsendonukleaser och nukleaser baserade på konstruerade TAL-effektorer . Denna metod har tillämpats på arter inklusive Drosophila melanogaster , tobak , majs , mänskliga celler, möss och råttor .

Jämförelse med genfångning

Geninfångning är baserad på slumpmässig insättning av en kassett, medan geninriktning manipulerar en specifik gen. Kassetter kan användas för många olika saker medan de flankerande homologiregionerna för geninriktade kassetter måste anpassas för varje gen. Detta gör genfångning lättare mottaglig för storskaliga projekt än målinriktning. Å andra sidan kan geninriktning användas för gener med låga transkriptioner som skulle gå oupptäckt i en fällskärm. Sannolikheten för att fångas ökar med intronstorleken , medan för geninriktning ändras små gener lika lätt.

Ansökningar

Genmålinriktning har använts i stor utsträckning för att studera mänskliga genetiska sjukdomar genom att ta bort (" knocking out ") eller lägga till ("knocking in"), specifika mutationer av intresse. Tidigare användes för att konstruera råttcellsmodeller, framsteg inom geninriktningsteknik möjliggör en ny våg av isogena mänskliga sjukdomsmodeller . Dessa modeller är de mest exakta in vitro- modellerna som är tillgängliga för forskare och underlättar utvecklingen av personliga läkemedel och diagnostik, särskilt inom onkologi .

2007 Nobelpris

Mario R. Capecchi , Martin J. Evans och Oliver Smithies tilldelades 2007 års Nobelpris i fysiologi eller medicin för sitt arbete med "principer för att introducera specifika genmodifieringar i möss genom användning av embryonala stamceller", eller geninriktning.

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Gene_targeting&oldid=1125984727 "