תאי גזע עובריים של עכברים (ESCs) הם פלוריפוטנטיים, נשארים לא ממוינים ומתחדשים מעצמם בנוכחות גורם מעכב לוקמיה ציטוקינים (LIF)1. עם נסיגת LIF הם יתמיינו באופן ספונטני למבנים תלת מימדיים (3D) הנקראים גופים עובריים (EBs)2. ארכיטקטורת התלת מימד מאפשרת פיתוח של שלוש שכבות הנבט אקטודרם, אנדודרם ומזודרם, אשר לאחר מכן מולידים רקמות בוגרות מסוג3. תאי גזע עובריים הם מודל יוצא דופן להבהרת המנגנונים המולקולריים של התמיינות תאית, במיוחד חקירת התפתחותם של תאי אב המטופויאטיים מוקדמים (HPCs)4.
ניתן לתפעל את ביטוי הגנים ב-ESCs על ידי מספר טכניקות המאפשרות קביעת תפקיד למולקולות בודדות בהתפתחות. אחת הטכניקות הנפוצות ביותר היא שימוש ברקומבינציה הומולוגית ליצירת קווי ESC, חסרי גן מעניין5,6. ישנן גם מספר טכניקות ששימשו לביטוי יתר של גנים. הטכניקה הראשונה ששימשה לשינוי ביטוי גנים ב-ESCs הייתה להדביק אותם ברטרו-וירוסים רקומביננטיים7,8. עם זאת, הגן המעניין מושתק לעתים קרובות כאשר ה-ESCs מתמיינים לסוגי תאים אב ובוגרים. השימוש ב-lentiviruses הצליח להגביל את ההשתקה של גנים המתבטאים באופן ויראלי9. וקטורים נגיפיים אחרים המשמשים לביטוי יתר כוללים אדנו-וירוס ווירוס הקשור לאדנו10. בנוסף, טכניקות טרנספקציה סטנדרטיות להצגת פלסמידים ביטוי ביציבות נמצאות בשימוש נרחב לביטוי טרנסגנים ESC11. קושי אחד במערכות אלה הוא שלעתים קרובות לביטוי של גן ספציפי יש השפעות שונות בהתאם לביטוי הזמן שלו. לדוגמה, חלבון Smad1 משפיע על התפתחות התאים ההמטופויאטיים באופן שונה בשלבים שונים של התפתחות EB12,13.
ניתן לעקוף בעיה זו על ידי יצירת תאי גזע עובריים המבטאים באופן אינדוקטיבי גן מעניין. המערכת הנפוצה ביותר לביטוי טרנסגנים באופן אינדוקטיבי ב-ESCs משתמשת באופרון העמידות לטטרציקלין מ-E. Coli (Escherichia coli). פותחו מספר מערכות טטרציקלין שונות. אחת האסטרטגיות הפופולריות יותר פותחה על ידי Kyba ועמיתיו14. הם יצרו קו ESC (Ainv15), שבו הגן הטרנס-אקטיבי של טטרציקלין ההפוך מוכנס ללוקוס ROSA26 הפעיל באופן מכונן. אלמנט תגובת טטרציקלין (TRE), אתר LoxP במורד הזרם (לוקוס של X-over P1 מבקטריופאג' P1), וקלטת ניאומיצין ללא מקדם הוכנסו ללוקוס HPRT (Hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase) על כרומוזום X. באמצעות גישת רקומבינציה של CRE, ניתן להחדיר גן מעניין יחד עם מקדם אוקריוטי כדי להניע את הביטוי של גן העמידות לניאו-מיצין לאתר LoxP. ESCs ממוקדים כהלכה מבודדים על ידי בחירת G418. לאחר מכן יש לבדוק את השיבוטים הממוקדים הללו לביטוי השראת דוקסיציקלין (או טטרציקלין) של הטרנסגן. גישה זו יצרה בהצלחה קווי ESC המבטאים באופן אינדוקטיבי את HoxB4, Stat5, SCLו-Smad7 14-17. עם זאת, יצירת קווי תאים מושרים אלה גוזלת זמן. מתוארת כאן שיטה לפירוק גופים עובריים שמקורם ב-ESC (EBs) לתרחיפים של תאים בודדים, להדביק רטרו-ויראלית את תרחיפי התאים בימים שונים של התפתחות, ולאחר מכן לתקן את ה-EBs על ידי טיפה תלויה. התמיינות במורד הזרם מוערכת מאוחר יותר על ידי ציטומטריית זרימה. במאמר זה מוצגת דוגמה לאופן שבו ביטוי miRNA בתאים שמקורם ב-EB משפיע על התמיינות המטופויאטית. שיטה זו שימושית לחקירת תפקידם של גנים לאחר גזירת רקמת שכבת נבט ספציפית.