Gentechnische Veränderung von Modellorganismen
Gentechnik ist ein wertvolles Werkzeug zum Ändern der Genome von Modellorganismen in einem Prozeß bekannt als Transgenese verwendet. In der Entwicklungsbiologie ist dieser Ansatz oft zur veränderte Genen auszudrücken, die in lebenden Geweben visualisiert werden können. Alternativ kann Gentechnik verwendet werden, zu verhindern oder stören Proteinexpression um die entwicklungspolitische Funktion bestimmter Gene zu untersuchen.
Dieses Video wird die Prinzipien, die hinter dieser Technologie zusammenfassen, überprüfen einige gentechnische Verfahren und Highlight-Möglichkeiten, wie diese Techniken im Labor verwendet werden.
Um zu beginnen, schauen wir uns einige wichtige Konzepte zugrunde liegenden Transgenese. Dies beinhaltet einführen von DNA in das Genom des Modellorganismus. Es gibt eine Reihe von Ansätzen, die je nach Ziel der Studie.
Erstens könnte die Zugabe eines veränderten Gens funktionelle oder morphologische Veränderungen aufgrund einer Mutation offenbaren. Eine andere Methode ist, zusätzliche Kopien des unveränderten Wildtyp Gens zur Studie über die Auswirkungen der Überexpression, die oft ebenso schädlich wie eine Mutation kann. Ein anderer Ansatz ist, ein Fusionsprotein einzufügen, die enthält einen visualizable Tag, wie z. B. grün fluoreszierendes Protein, um Ort und Zeit der Genexpression mit lebenden Tieren zu verfolgen.
Das Segment von DNA, die in das Genom eingefügt werden muss sorgfältig geplant werden, um die gewünschte Expressionsmuster und Ergebnisse zu produzieren. Der Projektträger, der einen Sequence-Element, die bestimmt, wann und wo ein Gen exprimiert wird, ist eine entscheidende Komponente. Einiger Träger werden ubiquitär in fast allen Geweben exprimiert, während andere nur in bestimmten Geweben aktiv sind. Induzierbare Promotoren, die durch chemische Verwaltung oder Exposition gegenüber hohen Temperaturen aktiviert werden, können auch verwendet werden, zum Zeitpunkt der Genexpression steuern.
Um stabil in Geweben ausgedrückt werden, muss zuerst ein Transgen in das Genom integrieren. Um dies zu erreichen, können transgene gehören flankierende DNA-Sequenzen, die Bereiche des Genoms des Organismus anzupassen. Dies ermöglicht das Transgen, mit dem Host DNA durch einen Prozeß bekannt als homologe Rekombination zu integrieren. Alternativ können bei einigen Arten Sonderelemente Transposons genannt Transgenese effizienter gestalten von einschließlich Anerkennung Sites für das Enzym Transposase, das zufällige einführen des Transgens in das Genom katalysiert.
Nun, da Sie wissen, dass einige der Grundlagen des Transgens Designs, betrachten wir wie ein transgenen Tieres zu machen. Um das Transgen konstruieren, starten Sie durch das gen des Interesses mittels PCR Verstärkung. Diese verstärkte Region wird dann in einen Vektor geklont ist ein Stück DNA, die das Transgen in Zellen tragen kann. Vektoren in der Regel enthalten Elemente, die effiziente Transgen Amplifikation mit Bakterien wie E. Coli. Nach diesem Schritt Verstärkung wird der Vektor aus der Bakterienkultur gereinigt.
Transgene Tiere werden durch Einspritzen von gereinigte DNA in Embryonen hergestellt. In Fische und Frösche sind Konstrukte in der Regel direkt in das Eigelb oder Zytoplasma der einzelligen Embryonen injiziert. Für Transposon-vermittelten Transgenese ist eine Abschrift des Enzyms Transposase Kodieren der Injektion Mischung hinzugefügt.
Bei Mäusen kann Transgenese durch Manipulation der neu befruchtete Eizellen erfolgen, in denen die Ei- und Samenzelle Vorkerne noch nicht verschmolzen haben. Das Konstrukt wird direkt in der größeren Pronukleus injiziert, wo es in das Genom integrieren kann, wie die Zelle teilt. Die Eizellen müssen dann in die Gebärmutter einer pseudopregnant Frau für Entwicklung verpflanzt werden.
Transgenese Effizienz variiert, so dass die Tiere untersucht werden müssen, um Nachkommen zu identifizieren, in denen das Konstrukt erfolgreich ins Genom integriert hat. Dies kann durch die Suche nach einem fluoreszierenden Tag, der zur einfachen Identifizierung oder durch molekulare Analysen wie PCR genomischer DNA isoliert von kleinen Gewebe Stücke eingefügt wurde.
Ein zweiter Ansatz zur Gentechnik konzentriert sich auf spezifische Gene targeting um Genfunktion zu stören. Es gibt mehrere Ansätze, dieses Ziel zu erreichen. Eine relativ neue Methode, bekannt als Genom-Bearbeitung, nutzt die Sequenz-spezifische Enzyme genannt Nukleasen, die Schneiden des DNA-Rückgrat und Mutationen in Genen verursachen, wie die DNA repariert wird.
Ein weiterer Ausrichtungsmethode beinhaltet die Nutzung der homologen Rekombination, ein Gen mit entweder Fremd-DNA zu ersetzen oder eine Kopie des Gens flankiert von Erkennungssequenzen für Enzyme, die als Rekombinasen bekannt. Wenn der Rekombinasen vorhanden sind, wird die flankiert Sequenz aus dem Genom herausgeschnitten. Dies ist bekannt als eine bedingte Ko und Steuerung von gen Exzision kann erreicht werden durch das Enzym in bestimmten Geweben oder zu bestimmten Zeitpunkten zum Ausdruck zu bringen.
Betrachten wir ein allgemeines Verfahren zur Erzeugung von Knockout-Mäusen durch homologe Rekombination. Hier muss ein Konstrukt bereit sein, in welchem Teil der genomischen DNA Sequenz mit Fremd-DNA ersetzt wird. Diese DNA kodiert oft ein weiteres gen, wie z. B. für Antibiotika-Resistenz, die bietet eine Möglichkeit, erfolgreich wählen Zellen in späteren Schritten geändert.
Um den Vorgang zu starten, sind embryonaler Stammzellen aus der inneren Zellmasse eines frühen Maus-Embryos bekannt als Blastozyste gesammelt. Die linearisierte Konstrukt wird dann in die Stammzellen über Elektroporation, geliefert in denen elektrische Impulse transiente Poren in der Zellmembran erzeugen. Die Zellen sind dann erlaubt, brüten Sie in Anwesenheit eines Antibiotikums, Zellen ohne das Transgen zu beseitigen.
Nach diesem Auswahlschritt können die Stammzellen in eine andere Maus-Embryo im Blastozystenstadium injiziert werden. Die Embryonen werden dann in die Gebärmutter einer weiblichen Maus weiterhin Entwicklung übertragen. Die daraus resultierenden Welpen werden Chimären, die aus Wildtyp und Knockout-Zellen zusammengesetzt sind. Einige Chimären haben Ko-Zellen in der Keimbahn, die das gestörte gen übertragen wird, wenn sie gezüchtet werden, die dann eine neue Ko-Linie etablieren wird.
Sie haben gelernt, die Grundlagen der Gentechnik der Entwicklungs-Modelle, so, jetzt lassen Sie uns einige praktischen Anwendungen betrachten.
Studien verwenden oft Eindringmittel tagged Proteine, um Zellen zu identifizieren und ihre Entwicklung zu studieren. Mit gewebespezifische Promotoren, transgene Organismen zu express fluoreszierende Proteine in bestimmten Zellen, wie der Neuralleiste projektierbar. Mit modernen bildgebenden Verfahren, können die fluoreszierenden Zellen in Echtzeit, so dass Forscher direkt visualisieren komplexer Entwicklungsstörungen Ereignisse dargestellt werden.
Eine andere wichtige Anwendung der Gentechnik ist es, bestimmte Gene und ihre Rolle in der Krankheit Phänotypen zu studieren. Hier werden gezielte Mutationen in einem bestimmten Maus gen mit Nukleasen wie TALENs vorgestellt. PCR zeigt an, ob die Maus verfügt über Null, eins oder zwei Kopien des mutierten Gens. Die Embryonen tragen zwei mutierte Kopien können jetzt im Detail zu bestimmen, die entwicklungspolitische Funktion des Gens untersucht werden.
Mit bedingten Knockouts, können Wissenschaftler die Funktion eines Gens in einer eingeschränkten Gruppe von Zellen bestimmen. Hier ein Gen LoxP flankiert war während des gesamten Embryos exprimiert, aber Cre drückte sich in Endothelzellen, verursacht eine gen-Löschung in das Herz und die Blutgefäße. Diese gewebespezifischen Ko führte zu eine messbare Änderung der embryonalen Herzfrequenz und veranschaulicht, wie die lokalisierte Rolle eines Gens zu testen, ohne den gesamten Organismus.
Sie habe nur Jupiters Einführung in transgenen Technologie beobachtet. Diese Techniken helfen, Sie verstehen die Grundlagen der Gentechnik, einige der Methoden, die beteiligt sind, und wie ist es in der täglichen Wissenschaft angewandt. Gentechnik kann weit über viele Organismen angewendet werden und wird auch weiterhin ein wichtiges Hilfsmittel für das Studium und Verständnis der Rolle der Genetik in der Entwicklungsbiologie Erkrankungen, sowie diejenigen, die im Erwachsenenalter zu erscheinen. Danke fürs Zuschauen!
Transgenese oder der Einsatz von Gentechnik, Genexpression, zu ändern ist auf dem Gebiet der Entwicklungsbiologie verbreitet. Wissenschaftler verwende…
Gentechnik ist ein wertvolles Werkzeug zum Ändern der Genome von Modellorganismen in einem Prozeß bekannt als Transgenese verwendet. In der Entwicklungsbiologie ist dieser Ansatz oft zur veränderte Genen auszudrücken, die in lebenden Geweben visualisiert werden können. Alternativ kann Gentechnik verwendet werden, zu verhindern oder stören Proteinexpression um die entwicklungspolitische Funktion bestimmter Gene zu untersuchen.
Dieses Video wird die Prinzipien, die hinter dieser Technologie zusammenfassen, überprüfen einige gentechnische Verfahren und Highlight-Möglichkeiten, wie diese Techniken im Labor verwendet werden.
Um zu beginnen, schauen wir uns einige wichtige Konzepte zugrunde liegenden Transgenese. Dies beinhaltet einführen von DNA in das Genom des Modellorganismus. Es gibt eine Reihe von Ansätzen, die je nach Ziel der Studie.
Erstens könnte die Zugabe eines veränderten Gens funktionelle oder morphologische Veränderungen aufgrund einer Mutation offenbaren. Eine andere Methode ist, zusätzliche Kopien des unveränderten Wildtyp Gens zur Studie über die Auswirkungen der Überexpression, die oft ebenso schädlich wie eine Mutation kann. Ein anderer Ansatz ist, ein Fusionsprotein einzufügen, die enthält einen visualizable Tag, wie z. B. grün fluoreszierendes Protein, um Ort und Zeit der Genexpression mit lebenden Tieren zu verfolgen.
Das Segment von DNA, die in das Genom eingefügt werden muss sorgfältig geplant werden, um die gewünschte Expressionsmuster und Ergebnisse zu produzieren. Der Projektträger, der einen Sequence-Element, die bestimmt, wann und wo ein Gen exprimiert wird, ist eine entscheidende Komponente. Einiger Träger werden ubiquitär in fast allen Geweben exprimiert, während andere nur in bestimmten Geweben aktiv sind. Induzierbare Promotoren, die durch chemische Verwaltung oder Exposition gegenüber hohen Temperaturen aktiviert werden, können auch verwendet werden, zum Zeitpunkt der Genexpression steuern.
Um stabil in Geweben ausgedrückt werden, muss zuerst ein Transgen in das Genom integrieren. Um dies zu erreichen, können transgene gehören flankierende DNA-Sequenzen, die Bereiche des Genoms des Organismus anzupassen. Dies ermöglicht das Transgen, mit dem Host DNA durch einen Prozeß bekannt als homologe Rekombination zu integrieren. Alternativ können bei einigen Arten Sonderelemente Transposons genannt Transgenese effizienter gestalten von einschließlich Anerkennung Sites für das Enzym Transposase, das zufällige einführen des Transgens in das Genom katalysiert.
Nun, da Sie wissen, dass einige der Grundlagen des Transgens Designs, betrachten wir wie ein transgenen Tieres zu machen. Um das Transgen konstruieren, starten Sie durch das gen des Interesses mittels PCR Verstärkung. Diese verstärkte Region wird dann in einen Vektor geklont ist ein Stück DNA, die das Transgen in Zellen tragen kann. Vektoren in der Regel enthalten Elemente, die effiziente Transgen Amplifikation mit Bakterien wie E. Coli. Nach diesem Schritt Verstärkung wird der Vektor aus der Bakterienkultur gereinigt.
Transgene Tiere werden durch Einspritzen von gereinigte DNA in Embryonen hergestellt. In Fische und Frösche sind Konstrukte in der Regel direkt in das Eigelb oder Zytoplasma der einzelligen Embryonen injiziert. Für Transposon-vermittelten Transgenese ist eine Abschrift des Enzyms Transposase Kodieren der Injektion Mischung hinzugefügt.
Bei Mäusen kann Transgenese durch Manipulation der neu befruchtete Eizellen erfolgen, in denen die Ei- und Samenzelle Vorkerne noch nicht verschmolzen haben. Das Konstrukt wird direkt in der größeren Pronukleus injiziert, wo es in das Genom integrieren kann, wie die Zelle teilt. Die Eizellen müssen dann in die Gebärmutter einer pseudopregnant Frau für Entwicklung verpflanzt werden.
Transgenese Effizienz variiert, so dass die Tiere untersucht werden müssen, um Nachkommen zu identifizieren, in denen das Konstrukt erfolgreich ins Genom integriert hat. Dies kann durch die Suche nach einem fluoreszierenden Tag, der zur einfachen Identifizierung oder durch molekulare Analysen wie PCR genomischer DNA isoliert von kleinen Gewebe Stücke eingefügt wurde.
Ein zweiter Ansatz zur Gentechnik konzentriert sich auf spezifische Gene targeting um Genfunktion zu stören. Es gibt mehrere Ansätze, dieses Ziel zu erreichen. Eine relativ neue Methode, bekannt als Genom-Bearbeitung, nutzt die Sequenz-spezifische Enzyme genannt Nukleasen, die Schneiden des DNA-Rückgrat und Mutationen in Genen verursachen, wie die DNA repariert wird.
Ein weiterer Ausrichtungsmethode beinhaltet die Nutzung der homologen Rekombination, ein Gen mit entweder Fremd-DNA zu ersetzen oder eine Kopie des Gens flankiert von Erkennungssequenzen für Enzyme, die als Rekombinasen bekannt. Wenn der Rekombinasen vorhanden sind, wird die flankiert Sequenz aus dem Genom herausgeschnitten. Dies ist bekannt als eine bedingte Ko und Steuerung von gen Exzision kann erreicht werden durch das Enzym in bestimmten Geweben oder zu bestimmten Zeitpunkten zum Ausdruck zu bringen.
Betrachten wir ein allgemeines Verfahren zur Erzeugung von Knockout-Mäusen durch homologe Rekombination. Hier muss ein Konstrukt bereit sein, in welchem Teil der genomischen DNA Sequenz mit Fremd-DNA ersetzt wird. Diese DNA kodiert oft ein weiteres gen, wie z. B. für Antibiotika-Resistenz, die bietet eine Möglichkeit, erfolgreich wählen Zellen in späteren Schritten geändert.
Um den Vorgang zu starten, sind embryonaler Stammzellen aus der inneren Zellmasse eines frühen Maus-Embryos bekannt als Blastozyste gesammelt. Die linearisierte Konstrukt wird dann in die Stammzellen über Elektroporation, geliefert in denen elektrische Impulse transiente Poren in der Zellmembran erzeugen. Die Zellen sind dann erlaubt, brüten Sie in Anwesenheit eines Antibiotikums, Zellen ohne das Transgen zu beseitigen.
Nach diesem Auswahlschritt können die Stammzellen in eine andere Maus-Embryo im Blastozystenstadium injiziert werden. Die Embryonen werden dann in die Gebärmutter einer weiblichen Maus weiterhin Entwicklung übertragen. Die daraus resultierenden Welpen werden Chimären, die aus Wildtyp und Knockout-Zellen zusammengesetzt sind. Einige Chimären haben Ko-Zellen in der Keimbahn, die das gestörte gen übertragen wird, wenn sie gezüchtet werden, die dann eine neue Ko-Linie etablieren wird.
Sie haben gelernt, die Grundlagen der Gentechnik der Entwicklungs-Modelle, so, jetzt lassen Sie uns einige praktischen Anwendungen betrachten.
Studien verwenden oft Eindringmittel tagged Proteine, um Zellen zu identifizieren und ihre Entwicklung zu studieren. Mit gewebespezifische Promotoren, transgene Organismen zu express fluoreszierende Proteine in bestimmten Zellen, wie der Neuralleiste projektierbar. Mit modernen bildgebenden Verfahren, können die fluoreszierenden Zellen in Echtzeit, so dass Forscher direkt visualisieren komplexer Entwicklungsstörungen Ereignisse dargestellt werden.
Eine andere wichtige Anwendung der Gentechnik ist es, bestimmte Gene und ihre Rolle in der Krankheit Phänotypen zu studieren. Hier werden gezielte Mutationen in einem bestimmten Maus gen mit Nukleasen wie TALENs vorgestellt. PCR zeigt an, ob die Maus verfügt über Null, eins oder zwei Kopien des mutierten Gens. Die Embryonen tragen zwei mutierte Kopien können jetzt im Detail zu bestimmen, die entwicklungspolitische Funktion des Gens untersucht werden.
Mit bedingten Knockouts, können Wissenschaftler die Funktion eines Gens in einer eingeschränkten Gruppe von Zellen bestimmen. Hier ein Gen LoxP flankiert war während des gesamten Embryos exprimiert, aber Cre drückte sich in Endothelzellen, verursacht eine gen-Löschung in das Herz und die Blutgefäße. Diese gewebespezifischen Ko führte zu eine messbare Änderung der embryonalen Herzfrequenz und veranschaulicht, wie die lokalisierte Rolle eines Gens zu testen, ohne den gesamten Organismus.
Sie habe nur Jupiters Einführung in transgenen Technologie beobachtet. Diese Techniken helfen, Sie verstehen die Grundlagen der Gentechnik, einige der Methoden, die beteiligt sind, und wie ist es in der täglichen Wissenschaft angewandt. Gentechnik kann weit über viele Organismen angewendet werden und wird auch weiterhin ein wichtiges Hilfsmittel für das Studium und Verständnis der Rolle der Genetik in der Entwicklungsbiologie Erkrankungen, sowie diejenigen, die im Erwachsenenalter zu erscheinen. Danke fürs Zuschauen!
Gentechnik ist ein wertvolles Werkzeug zum Ändern der Genome von Modellorganismen in einem Prozeß bekannt als Transgenese verwendet. In der Entwicklungsbiologie ist dieser Ansatz oft zur veränderte Genen auszudrücken, die in lebenden Geweben visualisiert werden können. Alternativ kann Gentechnik verwendet werden, zu verhindern oder stören Proteinexpression um die entwicklungspolitische Funktion bestimmter Gene zu untersuchen.
Dieses Video wird die Prinzipien, die hinter dieser Technologie zusammenfassen, überprüfen einige gentechnische Verfahren und Highlight-Möglichkeiten, wie diese Techniken im Labor verwendet werden.
Um zu beginnen, schauen wir uns einige wichtige Konzepte zugrunde liegenden Transgenese. Dies beinhaltet einführen von DNA in das Genom des Modellorganismus. Es gibt eine Reihe von Ansätzen, die je nach Ziel der Studie.
Erstens könnte die Zugabe eines veränderten Gens funktionelle oder morphologische Veränderungen aufgrund einer Mutation offenbaren. Eine andere Methode ist, zusätzliche Kopien des unveränderten Wildtyp Gens zur Studie über die Auswirkungen der Überexpression, die oft ebenso schädlich wie eine Mutation kann. Ein anderer Ansatz ist, ein Fusionsprotein einzufügen, die enthält einen visualizable Tag, wie z. B. grün fluoreszierendes Protein, um Ort und Zeit der Genexpression mit lebenden Tieren zu verfolgen.
Das Segment von DNA, die in das Genom eingefügt werden muss sorgfältig geplant werden, um die gewünschte Expressionsmuster und Ergebnisse zu produzieren. Der Projektträger, der einen Sequence-Element, die bestimmt, wann und wo ein Gen exprimiert wird, ist eine entscheidende Komponente. Einiger Träger werden ubiquitär in fast allen Geweben exprimiert, während andere nur in bestimmten Geweben aktiv sind. Induzierbare Promotoren, die durch chemische Verwaltung oder Exposition gegenüber hohen Temperaturen aktiviert werden, können auch verwendet werden, zum Zeitpunkt der Genexpression steuern.
Um stabil in Geweben ausgedrückt werden, muss zuerst ein Transgen in das Genom integrieren. Um dies zu erreichen, können transgene gehören flankierende DNA-Sequenzen, die Bereiche des Genoms des Organismus anzupassen. Dies ermöglicht das Transgen, mit dem Host DNA durch einen Prozeß bekannt als homologe Rekombination zu integrieren. Alternativ können bei einigen Arten Sonderelemente Transposons genannt Transgenese effizienter gestalten von einschließlich Anerkennung Sites für das Enzym Transposase, das zufällige einführen des Transgens in das Genom katalysiert.
Nun, da Sie wissen, dass einige der Grundlagen des Transgens Designs, betrachten wir wie ein transgenen Tieres zu machen. Um das Transgen konstruieren, starten Sie durch das gen des Interesses mittels PCR Verstärkung. Diese verstärkte Region wird dann in einen Vektor geklont ist ein Stück DNA, die das Transgen in Zellen tragen kann. Vektoren in der Regel enthalten Elemente, die effiziente Transgen Amplifikation mit Bakterien wie E. Coli. Nach diesem Schritt Verstärkung wird der Vektor aus der Bakterienkultur gereinigt.
Transgene Tiere werden durch Einspritzen von gereinigte DNA in Embryonen hergestellt. In Fische und Frösche sind Konstrukte in der Regel direkt in das Eigelb oder Zytoplasma der einzelligen Embryonen injiziert. Für Transposon-vermittelten Transgenese ist eine Abschrift des Enzyms Transposase Kodieren der Injektion Mischung hinzugefügt.
Bei Mäusen kann Transgenese durch Manipulation der neu befruchtete Eizellen erfolgen, in denen die Ei- und Samenzelle Vorkerne noch nicht verschmolzen haben. Das Konstrukt wird direkt in der größeren Pronukleus injiziert, wo es in das Genom integrieren kann, wie die Zelle teilt. Die Eizellen müssen dann in die Gebärmutter einer pseudopregnant Frau für Entwicklung verpflanzt werden.
Transgenese Effizienz variiert, so dass die Tiere untersucht werden müssen, um Nachkommen zu identifizieren, in denen das Konstrukt erfolgreich ins Genom integriert hat. Dies kann durch die Suche nach einem fluoreszierenden Tag, der zur einfachen Identifizierung oder durch molekulare Analysen wie PCR genomischer DNA isoliert von kleinen Gewebe Stücke eingefügt wurde.
Ein zweiter Ansatz zur Gentechnik konzentriert sich auf spezifische Gene targeting um Genfunktion zu stören. Es gibt mehrere Ansätze, dieses Ziel zu erreichen. Eine relativ neue Methode, bekannt als Genom-Bearbeitung, nutzt die Sequenz-spezifische Enzyme genannt Nukleasen, die Schneiden des DNA-Rückgrat und Mutationen in Genen verursachen, wie die DNA repariert wird.
Ein weiterer Ausrichtungsmethode beinhaltet die Nutzung der homologen Rekombination, ein Gen mit entweder Fremd-DNA zu ersetzen oder eine Kopie des Gens flankiert von Erkennungssequenzen für Enzyme, die als Rekombinasen bekannt. Wenn der Rekombinasen vorhanden sind, wird die flankiert Sequenz aus dem Genom herausgeschnitten. Dies ist bekannt als eine bedingte Ko und Steuerung von gen Exzision kann erreicht werden durch das Enzym in bestimmten Geweben oder zu bestimmten Zeitpunkten zum Ausdruck zu bringen.
Betrachten wir ein allgemeines Verfahren zur Erzeugung von Knockout-Mäusen durch homologe Rekombination. Hier muss ein Konstrukt bereit sein, in welchem Teil der genomischen DNA Sequenz mit Fremd-DNA ersetzt wird. Diese DNA kodiert oft ein weiteres gen, wie z. B. für Antibiotika-Resistenz, die bietet eine Möglichkeit, erfolgreich wählen Zellen in späteren Schritten geändert.
Um den Vorgang zu starten, sind embryonaler Stammzellen aus der inneren Zellmasse eines frühen Maus-Embryos bekannt als Blastozyste gesammelt. Die linearisierte Konstrukt wird dann in die Stammzellen über Elektroporation, geliefert in denen elektrische Impulse transiente Poren in der Zellmembran erzeugen. Die Zellen sind dann erlaubt, brüten Sie in Anwesenheit eines Antibiotikums, Zellen ohne das Transgen zu beseitigen.
Nach diesem Auswahlschritt können die Stammzellen in eine andere Maus-Embryo im Blastozystenstadium injiziert werden. Die Embryonen werden dann in die Gebärmutter einer weiblichen Maus weiterhin Entwicklung übertragen. Die daraus resultierenden Welpen werden Chimären, die aus Wildtyp und Knockout-Zellen zusammengesetzt sind. Einige Chimären haben Ko-Zellen in der Keimbahn, die das gestörte gen übertragen wird, wenn sie gezüchtet werden, die dann eine neue Ko-Linie etablieren wird.
Sie haben gelernt, die Grundlagen der Gentechnik der Entwicklungs-Modelle, so, jetzt lassen Sie uns einige praktischen Anwendungen betrachten.
Studien verwenden oft Eindringmittel tagged Proteine, um Zellen zu identifizieren und ihre Entwicklung zu studieren. Mit gewebespezifische Promotoren, transgene Organismen zu express fluoreszierende Proteine in bestimmten Zellen, wie der Neuralleiste projektierbar. Mit modernen bildgebenden Verfahren, können die fluoreszierenden Zellen in Echtzeit, so dass Forscher direkt visualisieren komplexer Entwicklungsstörungen Ereignisse dargestellt werden.
Eine andere wichtige Anwendung der Gentechnik ist es, bestimmte Gene und ihre Rolle in der Krankheit Phänotypen zu studieren. Hier werden gezielte Mutationen in einem bestimmten Maus gen mit Nukleasen wie TALENs vorgestellt. PCR zeigt an, ob die Maus verfügt über Null, eins oder zwei Kopien des mutierten Gens. Die Embryonen tragen zwei mutierte Kopien können jetzt im Detail zu bestimmen, die entwicklungspolitische Funktion des Gens untersucht werden.
Mit bedingten Knockouts, können Wissenschaftler die Funktion eines Gens in einer eingeschränkten Gruppe von Zellen bestimmen. Hier ein Gen LoxP flankiert war während des gesamten Embryos exprimiert, aber Cre drückte sich in Endothelzellen, verursacht eine gen-Löschung in das Herz und die Blutgefäße. Diese gewebespezifischen Ko führte zu eine messbare Änderung der embryonalen Herzfrequenz und veranschaulicht, wie die lokalisierte Rolle eines Gens zu testen, ohne den gesamten Organismus.
Sie habe nur Jupiters Einführung in transgenen Technologie beobachtet. Diese Techniken helfen, Sie verstehen die Grundlagen der Gentechnik, einige der Methoden, die beteiligt sind, und wie ist es in der täglichen Wissenschaft angewandt. Gentechnik kann weit über viele Organismen angewendet werden und wird auch weiterhin ein wichtiges Hilfsmittel für das Studium und Verständnis der Rolle der Genetik in der Entwicklungsbiologie Erkrankungen, sowie diejenigen, die im Erwachsenenalter zu erscheinen. Danke fürs Zuschauen!
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Q1: What is transgenesis and why is it used in developmental biology?
Transgenesis is the insertion of DNA into an organism's genome to modify gene expression. In developmental biology, it reveals how genes function during development by allowing researchers to visualize gene expression using fluorescent tags, study overexpression effects, or disrupt protein expression. This technique helps scientists understand the developmental roles of specific genes and their involvement in disease phenotypes.
Q2: How do promoters control transgene expression in model organisms?
Promoters are DNA sequences that dictate when and where genes are expressed. Ubiquitous promoters activate in nearly all tissues, while tissue-specific promoters function only in particular cell types. Inducible promoters respond to chemical signals or temperature changes, allowing researchers to control expression timing. Careful promoter selection ensures transgenes produce desired expression patterns for specific experimental goals.
Q3: What steps are involved in creating a transgenic animal?
Creating transgenic animals involves amplifying the gene of interest using PCR, cloning it into a vector for bacterial amplification, then purifying the construct. The purified DNA is injected into embryos at specific developmental stages. In fish and frogs, injection occurs in one-cell stage embryos; in mice, injection targets pronuclei of newly fertilized eggs. Animals are then screened using fluorescent tags or molecular analysis to confirm successful genome integration.
Q4: How does homologous recombination enable targeted gene disruption?
Homologous recombination replaces a target gene with foreign DNA or a modified copy by matching flanking sequences to the organism's genome. This approach allows precise gene replacement. When recombinases are present, they excise flanked sequences from the genome, creating conditional knockouts. This method enables tissue-specific or temporally controlled gene disruption, allowing researchers to study gene function in restricted cell populations without affecting the entire organism.
Q5: What is the procedure for generating knockout mice using embryonic stem cells?
Knockout mice are generated by collecting embryonic stem cells from blastocysts and delivering a linearized construct via electroporation, which uses electrical pulses to create transient pores in cell membranes. Cells are selected using antibiotics to eliminate those without the transgene. Selected stem cells are injected into blastocyst-stage embryos and transferred to a female mouse. The resulting chimeric pups contain both wild-type and knockout cells, and breeding establishes a stable knockout line.
Q6: How are fluorescently tagged proteins used to study developmental processes?
Fluorescently tagged proteins, such as green fluorescent protein fusions, allow real-time visualization of gene expression and cell development in living organisms. Using tissue-specific promoters, researchers engineer transgenic organisms to express fluorescent proteins in particular cell types, like neural crest cells. Advanced imaging techniques then capture complex developmental events as they occur, enabling direct observation of cell migration, differentiation, and tissue formation throughout development.
Q7: What advantages do conditional knockouts provide for studying gene function?
Conditional knockouts allow gene disruption in specific tissues or at particular developmental time points, avoiding systemic effects that might be lethal or confounding. Using tissue-specific promoters and recombinase systems, researchers can delete genes only in target cell populations. This approach reveals localized gene functions; for example, deleting a gene in endothelial cells alone can measure its specific role in heart development without altering the entire organism.
Kapitel in diesem Video
0:00
Overview
0:47
Principles of Transgenesis
2:49
Making a Transgenic Animal
4:42
Principles of Gene Targeting
5:41
Making a Knockout Mouse
7:11
Applications
8:57
Summary