Gene targeting


Gene targeting

Gene targeting ist eine genetische Technik, die die Rekombination ausnutzt, um ein endogenes Gen zu verändern. Die Methode kann verwendet werden, um ein Gen auszulöschen, Exons zu entfernen und Punktmutationen durchzuführen. Gene targeting kann permanent sein und auch von gewissen Bedingungen abhängen. Die Bedingungen können zeitabhängig von dem Entwicklungsstadium, oder auch abhängig vom Gewebe sein. Dabei bedarf es der Schaffung eines spezifischen Vektors für jedes Gen, das in Frage kommt. Gene targeting kann für jedes Gen angewendet werden, unabhängig von der Transkriptionsaktivität oder der Gengröße.

Inhaltsverzeichnis

Methode

Gene-targeting-Methoden hängen vom Modellorganismus ab. Bei Genen in Mäusen sind – grob gesprochen – folgende Schritte notwendig: die Schaffung eines Zielkonstrukts aus DNA, das innerhalb von Bakterien erzeugt wird – dieses enthält typischerweise einen Teil des Gens, das getroffen werden soll, ein Reportergen und einen selektierbaren Marker. Anschließend wird dieses Konstrukt in embryonale Stammzellen eingebracht, die in einer Zellkultur herangezogen werden. Nachdem die Zellen mit der richtigen Insertion ausgewählt worden sind, können sie verwendet werden, um zu dem Gewebe einer Maus beizutragen, indem sie einem Embryo injiziert werden. Schließlich werden chimäre Mäuse, bei denen die Fortpflanzungsorgane aus den modifizierten Zellen bestehen, zur Züchtung ausgewählt. Danach stützen sich die Zellen im Körper der Mäuse vollständig auf die zuvor ausgewählte embryonale Stammzelle.

Um Gene gezielt in Moosen zu verändern, wird dieses DNA-Konstrukt mit Protoplasten und mit Polyethylenglykol inkubiert. Da Moose haploide Organismen sind [1], können regenerierende Moosfilamente (Protonemen) direkt auf gene-targeting überprüft werden, so zum Beispiel innerhalb von nur 6 Wochen mithilfe von PCR-Methoden. Anders als bei Gefäßpflanzen ist dieses Verfahren der "Reversen Genetik" bei dem Laubmoos Physcomitrella patens so effizient wie bei Hefe[2].

Vergleich mit Gene trapping

Gene trapping beruht auf Einfügung von Substanzen, die zufällig verschiedene Gene beeinflussen können, während beim Gene targeting bestimmte, vorher festgelegte Gene betroffen sind.

Nobelpreis 2007

Mario R. Capecchi, Martin J. Evans und Oliver Smithies erhielten 2007 den Nobelpreis für Physiologie und Medizin für ihre Arbeit über „Prinzipien, spezifische Genmodifikationen in Mäusen mit Hilfe embryonaler Stammzellen“, kurz: Gene targeting. [3]

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. Ralf Reski (1998): Development, genetics and molecular biology of mosses. Botanica Acta 111, 1-15.
  2. Ralf Reski (1998): Physcomitrella and Arabidopsis: the David and Goliath of reverse genetics. Trends Plant in Science 3, 209-210. [1]
  3. Pressemitteilung: The 2007 Nobel Prize in Physiology or Medicine
  4. Ralf Reski (1998):Physcomitrella and Arabidopsis: the David and Goliath of reverse genetics. Trends Plant in Science 3, 209-210. [2]

Weblinks


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