Bedingter Gen-Knockout

Bedingter Gen-Knockout bei Mäusen wird häufig zur Untersuchung menschlicher Krankheiten verwendet, da viele Gene bei beiden Arten ähnliche Phänotypen produzieren. In den letzten 100 Jahren wurde dafür die Genetik von Labormäusen verwendet, da Mäuse Säugetiere sind, die dem Menschen physiologisch ähnlich genug sind, um qualitative Tests durchzuführen. Diese beiden haben so ähnliche Gene, dass von 4000 untersuchten Genen nur 10 in einer Spezies gefunden wurden, die andere jedoch nicht. Alle Säugetiere hatten vor ungefähr 80 Millionen Jahren denselben gemeinsamen Vorfahren; technisch gesehen sind alle Genome von Säugetieren vergleichsweise ähnlich. Im Vergleich zwischen Mäusen und Menschen sind ihre proteinkodierenden Regionen der Genome jedoch zu 85% identisch und weisen Ähnlichkeiten zwischen 99% ihrer Homologen auf. Diese Ähnlichkeiten führen zu ähnlichen Phänotypen, die zwischen den beiden Arten exprimiert werden. Ihre Gene sind denen des Menschen sehr ähnlich, wobei 99% Homologe haben, die ähnlich sind. Zusammen mit der Herstellung ähnlicher Phänotypen sind sie sehr vielversprechende Kandidaten für bedingte Gen-Knockouts. Das Ziel von KOMP ist es, Knockout-Mutationen in den embryonalen Stammzellen für jedes der 20.000 proteinkodierenden Gene in Mäusen zu erzeugen. Die Gene werden ausgeschaltet, weil dies der beste Weg ist, um ihre Funktion zu untersuchen und mehr über ihre Rolle bei menschlichen Krankheiten zu erfahren. Es gibt zwei Hauptstrategien zum bedingten Gen-Knockout: Gen-Targeting oder homologe Rekombination und Gen-Trapping. Beide Methoden weisen üblicherweise einen modifizierten viralen Vektor oder ein lineares Fragment als Transportart der künstlichen DNA in die Ziel-ES-Zelle auf. Die Zellen wachsen dann mehrere Tage in einer Petrischale und werden in die Embryonen im Frühstadium eingesetzt. Schließlich werden die Embryonen in die Gebärmutter der erwachsenen Frau gelegt, wo sie zu ihren Nachkommen heranwachsen kann. Einige Allele in diesem Projekt können nicht mit herkömmlichen Methoden ausgeknockt werden und erfordern die Spezifität der bedingten Gen-Knockout-Technik. Andere kombinatorische Methoden sind erforderlich, um die letzten verbleibenden Allele auszuschalten. Der bedingte Gen-Knockout ist ein zeitaufwändiges Verfahren, und es gibt zusätzliche Projekte, die sich darauf konzentrieren, die verbleibenden Mausgene auszuschalten. Der Mitwirkende des KOMP-Projekts, Oliver Smithies, lieferte wohl den größten wissenschaftlichen Einfluss auf dieses Gen-Targeting. Oliver erhielt den Nobelpreis für Medizin für eine Technik, die es ermöglicht, Funktionen in Genen zu identifizieren und bestimmte Gene mit der Knockout-Methode zu löschen. Leider ist der Pionier im Gene Targeting am 10.Januar 2017 im Alter von 91 Jahren gestorben. Das KOMP-Projekt wurde 2006 gestartet und dauert bis heute an. Das KOMP-Repository bietet Anreize für die an den Projekten Beteiligten, Feedback an sie zurückzugeben, und diejenigen, die bestimmte Kriterien erfüllen, können 50% der Kosten ihrer Forschungszellen erstattet bekommen.