Gentaur Ελλάδα – Βιοτεχνολογία: Πρωτεΐνες, ELISA, Αντισώματα

Απενεργοποίηση γονιδίου (gene knockout)

Το 2007, οι νικητές του Βραβείου Νόμπελ Ιατρικής ήταν οι Mario R. Capecchi (ΗΠΑ), Sir Martin Evans (Ηνωμένο Βασίλειο) και Oliver Smithies (ΗΠΑ). Το βραβευμένο έργο τους βασίστηκε στη γενετική τεχνολογία που είναι γνωστή ως «knockout» γονιδίων ή στοχευμένη τροποποίηση γονιδίων σε ποντίκια. Στο παρακάτω άρθρο θα ανακαλύψουμε τι ακριβώς είναι αυτή η καινοτομία της γενετικής μηχανικής.

Τι είναι το «gene knockout»?

Ο όρος «gene knockout» σημαίνει τη χρήση της γενετικής μηχανικής για την απενεργοποίηση ή την αφαίρεση ενός ή περισσότερων συγκεκριμένων γονιδίων ενός οργανισμού. Είναι επίσης δυνατό να εξαλειφθούν δύο γονίδια σε έναν οργανισμό, ή ακόμη και τρία και τέσσερα. Μια τέτοια διαδικασία ονομάζεται διπλό knockout, τριπλό knockout ή τετραπλό knockout. Οι συντομογραφίες για αυτή τη διαδικασία είναι KO (από τη λέξη knockout), διπλό DKO, τριπλό TKO και τετραπλό QKO. Αυτή η τεχνολογία χωρίζεται σε ετερόζυγο και ομόζυγο knockout. Στο ετερόζυγο KO, εξαλείφεται μόνο ένα από τα δύο αντίγραφα του γονιδίου, ενώ στον άλλο τύπο εξαλείφονται και τα δύο. Τι είναι το «gene knockout»?

Ποντίκια knockout

Τα εργαστηριακά ποντίκια αποτελούν το βασικό αντικείμενο έρευνας της τεχνολογίας knockout. Τόσο οι άνθρωποι όσο και τα ποντίκια μοιράζονται πολλά κοινά γονίδια, γεγονός που τα καθιστά κατάλληλο είδος για τέτοιου είδους πειράματα. Μετά τη διεξαγωγή των δοκιμών, μπορούμε να παρατηρήσουμε αποτελέσματα παρόμοια με αυτά που θα εμφανίζονταν στους ανθρώπους. Η παρατήρηση των ποντικιών knockout μας επιτρέπει να κατανοήσουμε πώς ένα παρόμοιο γονίδιο μπορεί να προκαλέσει ή να συμβάλει σε ασθένειες στον άνθρωπο. Τα ποντίκια knockout έχουν συμβάλει στην έρευνα για τον διαβήτη, διάφορες μορφές καρκίνου, καρδιοπάθειες, αρθρίτιδα, εξάρτηση από ουσίες, άγχος, γήρανση και τη νόσο του Πάρκινσον. Ποντίκια knockout

Σημασία της τεχνολογίας knockout

Τα knockout χρησιμοποιούνται κυρίως για την κατανόηση του ρόλου ενός συγκεκριμένου γονιδίου ή μιας περιοχής DNA, συγκρίνοντας ένα άτομο knockout με έναν φυσιολογικό οργανισμό (wild-type) με παρόμοιο γενετικό υπόβαθρο. Οι οργανισμοί knockout χρησιμοποιούνται επίσης ως εργαλεία ελέγχου στην ανάπτυξη φαρμάκων, προκειμένου να στοχευθούν συγκεκριμένες βιολογικές διεργασίες ή να κατανοηθεί ο μηχανισμός δράσης ενός φαρμάκου.

Gene knock-in ως το αντίθετο του knockout

Στη γενετική μηχανική, αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει την εισαγωγή ή αντικατάσταση ενός γονιδίου με ένα άλλο που δεν υπάρχει φυσιολογικά στον οργανισμό-στόχο. Μέσω αυτής της διαδικασίας μπορούμε να αποκτήσουμε έναν πρότυπο οργανισμό για τη μελέτη πτυχών μιας συγκεκριμένης ασθένειας.