Knockout-Maus
Knockout-Moos
Unter
Gen-Knockout
wird das vollstandige Abschalten (
engl.
knock-out
= ?außer Gefecht setzen“) eines
Gens
im
Genom
eines
Organismus
verstanden. Das Abschalten des Gens wird durch
Gene-Targeting
erreicht. Dabei werden bei Tieren die embryonalen Stammzellen manipuliert und in die
Keimbahn
eines Individuums eingebracht. Diese werden weiter gezuchtet, sodass ein Tier entsteht, dessen
Zellen
alle das abgeschaltete Gen enthalten.
Bei Pflanzen ist bisher nur das
Gene-Targeting
in
Physcomitrella
etabliert. Hier werden
Protoplasten
mit dem knockout-Konstrukt transfiziert und direkt zu Moospflanzchen (
Protonemen
) regeneriert.
Bereits acht Wochen nach der
Transfektion
konnen die Pflanzen mit
Polymerase-Kettenreaktion
(PCR) auf
Gene-Targeting
uberpruft werden.
[1]
Entsprechend manipulierte Organismen bezeichnet man als
Knockout-Organismus
. Werden zwei Gene gleichzeitig abgeschaltet, so spricht man von einem
double knockout
(DKO) und bei drei Genen von einem
triple knockout
(TKO).
[2]
Organismen mit abgeschalteten Genen sind mittlerweile in vielen Bereichen unverzichtbare
Modellorganismen
, mit denen die verschiedensten Forschungs- und Entwicklungsprojekte durchgefuhrt werden. In der Grundlagenforschung dient das Abschalten bestimmter Gene dazu, Ruckschlusse auf die Funktion und Arbeitsweise des Gens ziehen zu konnen. Sehr viele Gene sind dabei auch im Menschen
konserviert
, sodass die Ergebnisse sehr oft unmittelbar auf den Menschen ubertragen werden konnen. Eine Reihe von menschlichen
Erbkrankheiten
, die durch
Gendefekte
hervorgerufen werden, lassen sich in solchen Organismen besser erforschen. Die Wirkstoffentwicklung zur Therapie der korrespondierenden Erkrankungen wird durch diese Modellorganismen erheblich erleichtert.
[3]
Im Jahr 2007 wurde der
Nobelpreis fur Physiologie oder Medizin
an
Martin Evans
,
Mario Capecchi
und
Oliver Smithies
fur ihre Arbeiten an Knockout-Mausen verliehen.
[4]
Beim Gen-Knockout wird das betroffene Gen vollstandig abgeschaltet. Beim
Knockin
wird dagegen eine gezielte Genmodifikation vorgenommen, indem ein zusatzliches Gen oder eine gewunschte DNA-Sequenz an definierter Stelle in das Genom des Modellorganismus eingefugt wird. Der
Gen-Knockdown
bezeichnet ein teilweises Abschalten der Funktion des Gens.
- Fachbucher
- Review-Artikel
- A. Bartke:
New findings in transgenic, gene knockout and mutant mice.
In:
Exp Gerontol
41, 2006, S. 1217?1219.
PMID 17049788
- S. Tonegawa
u. a.:
The gene knockout technology for the analysis of learning and memory, and neural development.
In:
Prog Brain Res
105, 1995, S. 3?14.
PMID 7568891
- H. C. Tai u. a.:
Progress in xenotransplantation following the introduction of gene-knockout technology.
In:
Transpl Int
20, 2007, S. 107?117.
PMID 17239018
- ↑
R. Reski
:
Physcomitrella and Arabidopsis: the David and Goliath of reverse genetics
. In:
Trends Plant Sci
. 3. Jahrgang, 1998,
S.
209?210
,
doi
:
10.1016/S1360-1385(98)01257-6
.
- ↑
A. Hohe, T. Egener, J. M. Lucht, H. Holtorf, C. Reinhard, G. Schween und
R. Reski
:
An improved and highly standardised transformation procedure allows efficient production of single and multiple targeted gene-knockouts in a moss, Physcomitrella patens.
In:
Current Genetics.
44, 2004, S. 339?347.
doi
:
10.1007/s00294-003-0458-4
.
- ↑
J. Osterkamp:
Kooperativer Genausfall-Einfall.
In:
spektrumdirekt
vom 9. Oktober 2007.
- ↑
Informationen
der
Nobelstiftung
zur Preisverleihung 2007 an Martin Evans, Mario Capecchi und Oliver Smithies (englisch).