Gen hedefleme - Gene targeting
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.
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
- Cre rekombinaz
- Cre-Lox rekombinasyonu
- FLP-FRT rekombinasyonu
- Gen yakalama (rastgele gen nakavt tekniği)
- Genetik rekombinasyon
- homolog rekombinasyon
- Rekombinaz aracılı kaset değişimi ("ilgi konusu olan bir gen" için önceden var olan bir "gen kasetinin" değişimi)
- Siteye özel rekombinaz teknolojisi
- Toll benzeri reseptör (analiz için hedeflenen bir gen örneği)
- Mus musculus (ev faresi; ortak model organizma)
- Physcomitrella patens (1998 itibariyle sadece gen hedeflemenin mevcut olduğu bitki)
Referanslar
Dış bağlantılar
- Michigan Üniversitesi tarafından hedeflenen genin ana hatları
- Fare diyagramında gen hedefleme ve Haydari laboratuvarı, Wayne State Üniversitesi tarafından özet
- Gen hedeflemede kullanılan raportör genler üzerine araştırma vurguları
- Arpada hedeflenen gen değişimi