Knock-out genowy

W 2007 roku laureatami Nagrody Noble ’a z dziedziny medycyny uzyskali Mario R. Capecchi (USA), sir Martin Evans (Wielka Brytania) i Oliver Smithies (USA). Ich zwycięska praca opierała się na owej technologii genetycznej jaką jest „knock-out” genowy bądź inaczej zwane celowaniem genowym u myszy. W poniższym artykule dowiemy się na czym polega ta nowość inżynierii genetycznej.

Czym jest „knock-out” genowy?

Pojęcie „knock-out” genowy znaczy wykorzystanie inżynierii genetycznej do dezaktywacji lub usunięcia jednego lub więcej z określonych genów organizmu. Możliwe jest również wyeliminowanie dwóch genów w organizmie a nawet trzech i czterech. Taki proces nazywamy podwójnym nokautem, potrójnym nokautem bądź poczwórnym nokautem. Skrót tego procesu to KO (od słowa knock-out), podwójnego DKO, potrójnego TKO i poczwórnego QKO. Technologia ta dzieli się na nokaut heterozygotyczny i homozygotyczny. W przypadku KO heterozygotycznego tylko jedna z dwóch kopii genu zostaje wyeliminowana a w drugim rodzaju oba geny.

Myszy „knock-out”

Przedmiotem badań nad technologią nokautu są myszy laboratoryjne. Zarówno ludzie jak i myszy posiadają wiele wspólnych genów, przez co są odpowiednim gatunkiem do przeprowadzania doświadczeń tego typu. Po przeprowadzeniu badania możemy zaobserwować podobny wynik jaki pojawiłby się u człowieka. Obserwacja myszy z przeprowadzonym nokautem umożliwia nam zrozumieć, w jaki sposób podobny gen może powodować lub przyczyniać się do choroby u ludzi. Myszy z nokautem przyczyniły się do rozwoju badań nad cukrzycą, różnymi nowotworami, chorobami serca, zapalenia stawów, nadużywania substancji, lęku, starzenia się i choroby Parkinsona.

Znaczenie technologii nokaut

„Knock-outy” są używane głównie do zrozumienia roli określonego genu lub regionu DNA poprzez porównanie osobnika z nokautem do wolnowystępującego typu o podobnym podłożu genetycznym. Organizmy z nokautem stosowane są również jako narzędzia przesiewowe w opracowywaniu leków, w celu ukierunkowania określonych procesów biologicznych bądź do zrozumienia mechanizmu działania leku.

Knock-in genowy jako odwrotność knock-outu

W inżynierii genetycznej proces ten polega na insercji lub zamiany jednego genu na drugi, którego normalnie nie ma w
organizmie docelowym. Dzięki temu procesowi możemy uzyskać organizm modelowy do badania aspektów konkretnej choroby.

Źródła

https://en.wikipedia.org/wiki/Gene_knockout
https://eu.idtdna.com/pages/applications/gene-knockout
https://www.genome.gov/genetics-glossary/Knockout
https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/Knockout-Mice-Fact-Sheet