16.11: Reporter-Gene

Reportergene sind eine Art von proteinkodierenden Genen, die oft mit einem Gen von Interesse verknüpft sind. Sobald sie sich in einer Zielzelle befinden, erzeugen Reportergene in der Regel visuell identifizierbare Merkmale wie Fluoreszenz und Lumineszenz, wenn sie zusammen mit dem interessierenden Gen exprimiert werden. So “melden” Reportergene das Vorhandensein oder Fehlen von Genen von Interesse in einem Organismus, bestimmen das Genexpressionsmuster oder verfolgen die physische Position eines DNA-Segments oder Proteins in der Zelle.

Häufig verwendete Reportergene sind – GFP (grün fluoreszierendes Proteingen), lacZ (β- Galactosidase-Gen), RFP (rot fluoreszierendes Proteingen) und Luc (Luciferase-Gen). Die Zellen, die GFP exprimieren, leuchten grün, wenn sie durch Wellenlängen von Blau bis in den ultravioletten Bereich angeregt werden, während diejenigen, die RFP exprimieren, rot leuchten, wenn sie durch Wellenlängen von 488 nm oder 532 nm angeregt werden. Die Zellen, die das Luc-Gen exprimieren, produzieren Luciferase-Enzyme, die eine Reaktion mit Luciferin katalysieren, um Licht zu erzeugen. Das lacZ-Gen ist das am häufigsten verwendete Reportergen in E.coli. Es produziert ein Enzym β-Galactosidase, das die Bakterien blau erscheinen lässt, wenn sie in einem Medium gezüchtet werden, das X-Gal-Substrat enthält.

Reportergene zur Untersuchung der Promotoraktivität

Neben der Verwendung von Reportergenen bei der Untersuchung der Genexpression und -lokalisierung können sie auch bei der Untersuchung der Stärke von Promotoren helfen. Dazu wird ein Reportergen stromabwärts des Promotors in einem Plasmid platziert und dann in die Säugetierzelle eingeführt. Die Expression des Reportergens überwacht die Aktivität des Promotors. Wenn die Expression des Reportergens hoch ist, wird der Promotor als starker Promotor bezeichnet; Es ist schwach, wenn die Expression des Reportergens gering ist.

Wenn das Reportergen stromabwärts des Promotors in einem Plasmid platziert wird, hilft es auch bei der Messung der Transfektionseffizienz. Das rekombinante Plasmid wird in eine Säugetierzelle transfiziert, und seine Expression zeigt, dass die Zelle erfolgreich transfiziert wurde. Die Menge an Protein, die vom rekombinanten Plasmid produziert wird, zeigt seine Transfektionseffizienz.