Spezielle Insertion in nicht-kodierende DNA-Fragmente wird die Herstellung gentechnisch veränderter Tiere erleichtern und die Kosten reduzieren.
Gene machen tatsächlich nur etwa 2,5-3% der DNA des menschlichen Genoms aus, und die Ursache für die Entstehung genetisch bedingter Krankheiten ist oft nicht der Abbau von Genen, sondern Mutationen im restlichen nicht-kodierenden Teil von DNA. Ein Teil davon ist darauf ausgelegt, die Genaktivität zu regulieren und DNA in Chromosomen zu verpacken. Laut verschiedenen Quellen sind 5 % bis 50 % der nicht-kodierenden DNA wirklich nutzlos. Die Frage nach diesem bedeutenden Teil unseres Genoms bleibt jedoch offen: Es ist durchaus möglich, dass diese „Müll“-DNA auch einige wichtige Funktionen erfüllt.
Wissenschaftler um Professor Mario Capecchi entwickeln Methoden zum gezielten „Knockout“von Genen und nicht kodierenden DNA-Fragmenten. Selektives "Herunterfahren" ermöglicht es Ihnen, die Funktionen einzelner Gene zu untersuchen und verschiedene genetisch bedingte Krankheiten zu modellieren.
Nach Capecchi ist die bestehende Methode zum „Knock-out“von Genen sehr gut, aber ihr wesentlicher Nachteil sind ihre hohen Kosten. Die Herstellung einer Gen-Knockout-Mauslinie kostet etwa 10.000 US-Dollar. Eine einfache Rechnung zeigt, dass es 200 Millionen Dollar kosten würde, alle 20.000 Mausgene einzeln auszusch alten, und das Hinzufügen von etwa 300.000 weiteren nicht-kodierenden Sequenzen würde mindestens 3 Milliarden Dollar kosten, um das Mausgenom zu untersuchen.
Die Autoren schlagen eine neue Methode vor, die die Herstellung transgener Tiere erheblich beschleunigen und die Kosten für die Herstellung einer Mauslinie mit einem Knockout-Gen oder einer nicht-codierenden Sequenz auf 200 (!) Dollar senken kann.
Dazu schlagen die Autoren vor, kurze DNA-Fragmente zu verwenden, die als loxP bekannt sind. Diese Fragmente sind Marker, die dem Cre-Protein mitteilen, wo es die DNA schneiden soll. Fragmente von loxP können in das Chromosom einer Maus und an einer anderen Stelle auf demselben Chromosom in einer anderen Maus eingefügt werden. Die aus ihrer Kreuzung resultierenden Nachkommen haben zwei loxP-Fragmente auf demselben Chromosom, und das Cre-Enzym schneidet die Region des Chromosoms zwischen den beiden loxP-Markierungen aus. Mäuse mit einem derart geschädigten Chromosom werden mit normalen Tieren gekreuzt, wodurch mit einer Wahrscheinlichkeit von 10 % Individuen in deren Genom auftauchen, bei denen die gewünschte DNA-Sequenz deletiert oder dupliziert ist. Dadurch können wir die Folgen einer solchen Mutation abschätzen und herausfinden, welche Rolle das untersuchte DNA-Fragment im Körper spielt.
Das Mausgenom ist vollständig sequenziert, sodass Wissenschaftler loxP-markierte DNA-Regionen identifizieren und Tiere auswählen können, die für geplante Forschungsarbeiten geeignet sind. Wenn loxP in das codierende Gen eingefügt wird, tritt eine Mutation auf, die seine Aktivität blockiert, wodurch es ohne großen finanziellen Aufwand möglich ist, eine Mauslinie mit einem "Knockout" -Gen zu erh alten.
Lesen Sie über die Erschaffung transgener Kühe, die angereicherte Milch geben: „Dairy Pharmacy“, transgene Mäuse mit menschlichem Sehvermögen: „Ausgezeichnete Sichtbarkeit“und die Entschlüsselung des kleinsten Bakteriengenoms: „Genome Champion“.
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