유전자 절제

Genetic ablation

개요

유전자 절제는 유전자의 상동 유전자 재조합을 통해 유전자가 '늘'로 간주될 때 발생한다.특정 세포주 또는 세포유형의 선택적 억제에 이용된다.이 유전공학 기술은 성장 억제를 개별 [1]유전자의 활동에만 국한하지 않는다.특정 세포 절제는 세포의 생체 내 활성 검사를 가능하게 한다.녹아웃마우스의 생산을 통해 이 방법의 예를 볼 수 있다.이것은 수정 쥐 난모세포의 프로핵에 하나 이상의 트랜스유전자를 투여함으로써 달성된다.그 후, 그것은 숙주 산모에게 다시 이식되고, 산모는 유전자 변형 쥐를 낳는다.트랜스제닉 마우스는 수백 개 중 트랜스제닉3의 복사본을 운반합니다.이들 생쥐로부터 [2]교배를 통해 동종 접합 집락을 형성할 수 있다.

역사적 발전

1990년에는 유전자 녹아웃 기술이 개발되고 있었다.척추동물 배아가 발달하는 동안 발생하는 초기 사건에 대한 정보가 부족했다.더 나은 이해를 형성하기 위해, 사람 또는 유기체의 전체 DNA 세트를 만들기 위한 지시를 해부할 필요가 있으며, 이 과정에 관련된 유전자가 결정되어야 한다.배아 발달에 대한 지시는 발현 패턴에서 많은 유전자에 의해 보여지는 공간의 부족과 어느 정도 상관관계가 있을 수 있다.특정 유전자 기능을 평가하기 위해 사용되는 기술은 해당 유전자의 불활성화 또는 제거를 통해 이루어진다.특정 유전자를 근절함으로써 배아발현 패턴의 발달에 있어서의 그 역할을 관찰할 수 있다.[3]

임상적 의의

절제술에 의해 선택적으로 세포를 제거하는 능력은 진핵생물학의 발달에 있어 기념비적인 것으로 세포의 기원, 운명 또는 기능에 대한 연구에 크게 기여합니다.유전자 절제는 세포 특이적 증강제(유전학)에 의해 지시되는 독소 또는 죽음을 유발하는 유전자의 전달 또는 GAL4/UAS 시스템을 이용하여 일어난다.알려진 증강제의 배열로 인해, 독소와 사망 유전자는 선택된 거의 모든 세포에 부착될 수 있으며, 이것은 세포 유형 특이성을 허용한다.유전자 절제를 통해 배아 내부의 특정 종류의 모든 세포를 제거하는 효과를 관찰할 수 있으며,[4] 또한 개체뿐만 아니라 전체 개체군을 연구할 수 있다.

이점

세포 유형 특이성은 유전자 절제술의 중요한 장점이다.독소와 사망 유전자는 기본적으로 어떤 세포든 선택할 수 있기 때문에 존재하는 수많은 증강제들은 이러한 특이성을 허용한다.이 세포 특이성은 배아의 모든 부분에서 선택된 모든 세포 유형을 제거한다.조직 내에서 제거된 유사 세포의 수가 절제 작용의 표현형 효과에 영향을 미치기 때문에 이것은 장점이다.또한 유전자 절제는 유전적 교잡만 구성하면 되기 때문에 기술적으로 간단하며, 이를 통해 개인의 상당한 규모의 집단을 동시에 검사할 수 있다.샘플 수가 많을수록 결론을 내릴 수 있는 데이터가 많아져 결과를 인증하는 데 도움이 됩니다.또한, 어떤 경우에, 절제술은 세포자율적이며, 이것은 이웃 세포들을 손상시키는 것에 대한 두려움을 없앤다.이것은 리신-A와 디프테리아-A 사슬뿐만 아니라 죽음을 유발하는 [4]유전자에서도 나타난다.

단점들

또한 절제술에 대한 유전적 접근과 관련된 단점도 있다.강화제에 의해 움직이는 표현에는 불규칙성이 보인다.이러한 불규칙성은 선택된 세포 유형에 대한 선택된 강화제에 의한 제한의 결여 또는 배아의 특정 종류의 모든 세포에 대한 포함의 결여를 통해 관찰될 수 있다.또, 저발현 레벨로 발현 세포를 죽일 수 있다.타이밍 선택의 부족도 단점이 될 수 있다.이펙터 유전자의 발현이 GAL4 또는 인핸서에 의존할 경우 가능합니다.독소 암호화 유전자는 관련된 발달 단계와 배아의 특정 세포에서만 발현된다는 것을 확인하는 것이 중요하다.이것은 모자이크 [4]표현을 사용함으로써 피할 수 있다.

기술적 영향

유전자 발현과 절제의 시간적 제어는 진화하는 유전자 변형 및 유전자 치료 기술에 기인할 수 있다.이러한 기술은 조직 고유의 유전자 전사에 영향을 미치는 메커니즘에 대한 이해에 의해 강화된다.유전자 절제는 관심 [5]유기체에 도입된 화합물에 의해 유전자를 제거할 수 있게 해준다.

트랜스제닉 마우스에서의 유전자 절제

유전자 절제 기술은 그들의 배아줄에 존재하는 거의 모든 유전자에서 돌연변이를 가진 쥐를 생산할 수 있을 것이다.비록 이 기술은 완벽하지는 않지만, 배아 성장의 분자 및 세포 생물학을 둘러싼 질문을 목표로 삼을 수 있는 능력을 가지고 있다.게다가, 그것은 탈수, 왜소증, 면역 [6]결핍을 포함한 인간의 질병에 대한 영향을 보여주는 지침 역할을 하는 동물의 창조에 도움을 줄 수 있다.

식물 발육에서의 유전자 절제

유전적 절제술은 포유류의 세포 계통을 연구하는 데 있어 주목할 만한 요소이다.이 알려진 품질은 식물의 발달 과정을 해부하는 데 있어 추가적인 연구를 장려합니다.유전공학식물을 생산할 수 있는 능력과 함께 다양한 세포 유형에서 구체적으로 보여지는 촉진제의 사용에 의한 의도적인 세포 사멸을 통해 발달 단계에 대한 포괄적인 개요를 관찰한다.레이저 어블레이션과 조합하여 키메라 식물의 생산에 사용되는 보다 구체적인 기술 때문에 유전자 어블레이션은 식물 세포의 발달을 이해하기 위한 주요 메커니즘으로 기능한다.[7]

레퍼런스

  1. ^ Crommelin, D.J.A.; Sindelar, R.D. (1997). Pharmaceutical Biotechnology: Fundamentals and Applications. Philadelphia, PA: Taylor and Francis.
  2. ^ Seidman, J.G. (2009). "Manipulating the Mouse Genome". Current Protocols in Molecular Biology.
  3. ^ Lumsden, Andrew; Wilkinson, David (1990). "The promise of gene ablation". Nature. 347 (6291): 335–336. doi:10.1038/347335a0. ISSN 1476-4687.
  4. ^ a b c Sweeney, Sean T.; Hidalgo, Alicia; de Belle, J. Steven; Keshishian, Haig (1 September 2012). "Genetic systems for functional cell ablation in Drosophila". Cold Spring Harbor Protocols. pp. 950–956. doi:10.1101/pdb.top068361.
  5. ^ DeMayo, Francesco J.; Tsai, Sophia Y. (2001-10-01). "Targeted gene regulation and gene ablation". Trends in Endocrinology & Metabolism. 12 (8): 348–353. doi:10.1016/S1043-2760(01)00462-3. ISSN 1043-2760. PMID 11551808.
  6. ^ Bernstein, A.; Breitman, M. (1989). "Genetic ablation in transgenic mice". Molecular Biology & Medicine. 6 (6): 523–530. ISSN 0735-1313. PMID 2699511.
  7. ^ Nasrallah, J B; Nishio, T; Nasrallah, M E (June 1991). "The Self-Incompatibility Genes of Brassica: Expression and Use in Genetic Ablation of Floral Tissues". Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. pp. 393–422. doi:10.1146/annurev.pp.42.060191.002141.