Gen hedefleme - Gene targeting

Bir kimerik için hedeflenen fare geni aguti kürk rengi geni yavrularına sahip

Gen hedefleme (aynı zamanda homolog rekombinasyona dayalı değiştirme stratejisi ), endojen bir geni modifiye etmek için homolog rekombinasyonu kullanan genetik bir tekniktir . Yöntem, bir geni silmek, ekzonları çıkarmak , bir gen eklemek ve bireysel baz çiftlerini değiştirmek ( nokta mutasyonlarını tanıtmak ) için kullanılabilir. Gen hedeflemesi kalıcı veya koşullu olabilir. Koşullar, örneğin organizmanın gelişimi /yaşamı sırasında belirli bir zaman veya belirli bir dokuya sınırlama olabilir . Gen hedefleme , ilgilenilen her gen için belirli bir vektörün oluşturulmasını gerektirir . Bununla birlikte, transkripsiyonel aktivite veya gen boyutundan bağımsız olarak herhangi bir gen için kullanılabilir.

yöntemler

Genel olarak, hedeflenecek genin bir kısmını, bir raportör geni ve bir (baskın) seçilebilir işaretçiyi içeren DNA , bakterilerde birleştirilir .

Gen hedefleme yöntemleri, çeşitli model organizmalar için oluşturulmuştur ve kullanılan türlere göre değişiklik gösterebilir . Farelerdeki genleri hedeflemek için DNA, kültürdeki fare embriyonik kök hücrelerine yerleştirilir . Yerleştirilen hücreler, embriyo enjeksiyonu yoluyla bir farenin dokusuna katkıda bulunabilir . Son olarak, değiştirilmiş hücrelerin üreme organlarını oluşturduğu kimerik fareler yetiştirilir . Bu adımdan sonra farenin tüm gövdesi seçilen embriyonik kök hücreye dayalıdır.

Yabani tip Physcomitrella ve nakavt yosunlar : Gen bozulma kitaplığı transformantlarında indüklenen sapma fenotipleri. Physcomıtrella sokak türü ve dönüştürülmüş bitkiler farklılaşmasını ve gelişmesini teşvik etmek minimal Knop ortamında geliştirilmiştir gametophores . Her tesis için bir genel bakış (üst sıra, ölçek çubuğu 1 mm'ye karşılık gelir) ve bir yakın plan (alt sıra, ölçek çubuğu 0,5 mm'ye eşittir) gösterilir. A, Haploid vahşi tip yosun bitkisi, tamamen yapraklı gametoforlarla kaplı ve vahşi tip yaprağın yakından görünümü. BD, Farklı Mutantlar.

Yosundaki genleri hedeflemek için DNA, taze izole edilmiş protoplastlar ve polietilen glikol ile birlikte inkübe edilir . Yosunlar haploid organizmalar olduğundan, yosun filamentleri ( protonema ), antibiyotiklerle tedavi veya PCR ile hedef için doğrudan taranabilir . Eşsiz bir bitki , bu prosedür, ters genetik olarak zamanki kadar etkilidir maya . Gen hedefleme sığır, koyun, domuz ve birçok mantara başarıyla uygulanmıştır.

Gen hedefleme sıklığı, çinko parmak nükleazları , mühendislikle hedeflenen endonükleazlar ve mühendislikle tasarlanmış TAL efektörlerine dayalı nükleazlar gibi tasarlanmış endonükleazların kullanımı yoluyla önemli ölçüde arttırılabilir . Bu yöntem, Drosophila melanogaster , tütün , mısır , insan hücreleri, fareler ve sıçanlar dahil türlere uygulanmıştır .

Gen yakalama ile karşılaştırma

Gen yakalama , bir kasetin rastgele yerleştirilmesine dayanırken, gen hedeflemesi belirli bir geni manipüle eder. Kasetler birçok farklı şey için kullanılabilirken, gen hedefleme kasetlerinin yan homoloji bölgelerinin her bir gen için uyarlanması gerekir. Bu, gen yakalamayı büyük ölçekli projeler için hedeflemeden daha kolay hale getirir. Öte yandan, bir tuzak ekranında tespit edilemeyen düşük transkripsiyonlu genler için gen hedeflemesi kullanılabilir. Yakalanma olasılığı intron boyutuyla artarken, gen hedeflemesi için küçük genler de aynı kolaylıkla değiştirilir.

Uygulamalar

Gen hedefleme, insan genetik hastalıklarını , ilgili spesifik mutasyonları çıkararak (" nakavt ") veya ekleyerek ("knocking") araştırmak için yaygın olarak kullanılmaktadır . Daha önce fare hücresi modellerini tasarlamak için kullanılan gen hedefleme teknolojilerindeki ilerlemeler, yeni bir izojenik insan hastalığı modelleri dalgasını mümkün kılıyor . Bu modeller, araştırmacılar için mevcut olan en doğru in vitro modellerdir ve özellikle onkolojide kişiselleştirilmiş ilaç ve teşhislerin geliştirilmesini kolaylaştırır .

2007 Nobel Ödülü

Mario R. Capecchi , Martin J. Evans ve Oliver Smithies , "embriyonik kök hücrelerin kullanımıyla farelerde spesifik gen modifikasyonları sağlama ilkeleri" veya gen hedefleme konusundaki çalışmaları nedeniyle 2007 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'ne layık görüldü .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar