Floxing

редактировать
На этом рисунке показано, как Floxing используется в научных исследованиях для пространственных и временный контроль экспрессии гена.

В генетике флоксирование относится к сэндвичу последовательности ДНК (которая затем называется флоксированной ) между двумя лок. P сайтов. Эти термины построены на фразе «фланговый / фланговый LoxP». Рекомбинация между сайтами LoxP катализируется Cre-рекомбиназой. Флоксирование гена позволяет ему быть удаленным (нокаутированным), перемещенным или инвертированным в процессе, называемом рекомбинацией Cre-Lox. Флоксирование генов имеет важное значение при разработке систем научных моделей, поскольку позволяет исследователям изменять экспрессию генов в пространстве и во времени. Более того, животных, таких как мыши, можно использовать в качестве моделей для изучения болезней человека. Таким образом, систему Cre-lox можно использовать на мышах для управления экспрессией генов с целью изучения болезней человека и разработки лекарств. Например, с помощью системы Cre-lox исследователи могут изучать гены онкогенов и опухолевых супрессоров и их роль в развитии и прогрессировании рака на моделях мышей.

Содержание
  • 1 Использование в исследованиях
    • 1.1 Механизм делеции
    • 1.2 Механизм инверсии
    • 1.3 Механизм транслокации
  • 2 Общие применения в исследованиях
  • 3 Ссылки
Использование в исследованиях

Флоксирование гена позволяет ему быть удаленным (нокаутированным), перемещенным или вставленным (с помощью различных механизмов рекомбинации Cre-Lox).

Флоксирование генов имеет важное значение для разработки научных модельных систем, поскольку оно позволяет пространственно и временно изменять экспрессию генов. С точки зрения непрофессионала, ген может быть отключен (инактивирован) в конкретной ткани in vivo в любое время по выбору ученого. Затем ученый может оценить эффекты выключенного гена и определить нормальную функцию гена. Это отличается от отсутствия гена с момента зачатия, когда инактивация или потеря генов, необходимых для развития организма, может нарушить нормальное функционирование клеток и препятствовать производству жизнеспособного потомства.

Механизм удаления

Модельный эксперимент в области генетики с использованием системы Cre-lox: последовательность преждевременной остановки, присутствующая у мышей, подвергшихся флоксированию, удаляется только из клеток, экспрессирующих рекомбиназу Cre, когда мышей скрещивают вместе.

События удаления полезны для выполнения эксперименты по редактированию генов посредством точного редактирования сегментов или даже целых генов. Удаление требует объединения интересующего сегмента с сайтами loxP, которые обращены в одном направлении. Рекомбиназа Cre будет обнаруживать однонаправленные сайты loxP и вырезать флоксированный сегмент ДНК. Успешно отредактированные клоны можно выбрать с помощью маркера выбора, который можно удалить с помощью той же системы Cre-loxP. Тот же механизм можно использовать для создания условных аллелей путем введения сайта FRT / Flp, который выполняет тот же механизм, но с другим ферментом.

Механизм инверсии

События инверсии полезны для поддержания количества генетического материала. Инвертированные гены не часто связаны с аномальными фенотипами, что означает, что инвертированные гены обычно жизнеспособны. Для рекомбинации Cre-loxP, которая приводит к вставке, требуются сайты loxP для флоксирования интересующего гена, причем сайты loxP ориентированы друг на друга. Пройдя рекомбинацию Cre, область, флоксируемая сайтами loxP, станет инвертированной, этот процесс не постоянен и может быть обращен вспять.

Механизм транслокации

События транслокации происходят, когда сайты loxP объединяются в гены на двух разных молекулах ДНК в однонаправленной ориентации. Затем Cre-рекомбиназа используется для создания транслокации между двумя молекулами ДНК, обменивая генетический материал от одной молекулы ДНК на другую, образуя одновременную транслокацию обоих флоксованных генов.

Общие применения в исследованиях

Кардиомиоциты (ткань сердечной мышцы) экспрессирует тип рекомбиназы Cre, который очень специфичен для кардиомиоцитов и может использоваться исследователями для выполнения высокоэффективных рекомбинаций. Это достигается за счет использования типа Cre, экспрессия которого управляется промотором тяжелой цепи α {\ displaystyle \ alpha}\ alpha -миозин (α {\ displaystyle \ alpha}\ alpha -MyHC). Эти рекомбинации способны разрушать гены способом, который специфичен только для сердечной ткани in vivo и позволяет создавать условные нокауты сердца, в основном для использования в качестве контроля.

Например, используя Cre-рекомбиназа с промотором α {\ displaystyle \ alpha}\ alpha -MyHC вызывает инактивацию гена floxed только в сердце. Кроме того, эти выбивки могут быть индуцируемыми. В нескольких исследованиях на мышах тамоксифен использовали для индукции Cre-рекомбиназы. В этом случае Cre-рекомбиназа сливается с частью мышиного рецептора эстрогена (ER), который содержит мутацию в его лиганд-связывающем домене (LBD). Мутация делает рецептор неактивным, что приводит к неправильной локализации из-за его взаимодействия с белками-шаперонами, такими как белок теплового шока 70 и 90 (Hsp70 и Hsp90 ). Тамоксифен связывается с Cre-ER и нарушает его взаимодействия с шаперонами, что позволяет слитому белку Cre-ER проникать в ядро ​​и выполнять рекомбинацию на флоксованном гене. Кроме того, Cre-рекомбиназа может индуцироваться теплом под контролем элементов удельного теплового шока (HSE).

Ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-20 09:25:59
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте