La tecnologia del gene targeting per HR in cellule ES murine fornisce un potente strumento per la dissezione delle conseguenze cellulari di specifiche mutazioni genetiche1,2. L'importanza e il significato di questa tecnologia sono riflessi nel suo riconoscimento dal 2007 Premio Nobel in fisiologia o medicina3,4; nel frattempo, rappresenta l'avvento dell'era moderna di ingegneria gene5. Gene targeting attraverso HR può essere utilizzato per progettare virtualmente qualsiasi alterazione che vanno da mutazioni puntiformi a grandi riorganizzazioni cromosomiche nel genoma del topo le cellule ES6,7. È noto che, prima della nascita di strumenti di editing del cosiddetto genoma, la generazione di un mouse di knockout del gene necessaria l'applicazione di tecnologia di targeting di gene in cellule ES8,9,10. Durante le due decadi scorse, più di 5.000 topi gene targeting sono state prodotte da questo approccio per malattie umane di modellazione o studiare funzioni gene11. Uno sforzo di genoma ad eliminazione diretta è stato stabilito per la distribuzione dei vettori gene-targeting, cloni di cellule ES mirati e topi dal vivo per la comunità scientifica2,12,13,14 , 15. indubbiamente, tecnologia da gene-targeting HR-mediata basati su cellule ES ha notevolmente migliorato la nostra comprensione delle funzioni dei geni giocati nel contesto fisiologico o patologico.
Perché HR è un evento relativamente raro nei mammiferi le cellule16,17, l'importante e il prossimo passo seguendo gene-targeting in cellule ES murine è quello di analizzare numerose colonie di ES per l'identificazione di alcuni cloni con mutazioni derivanti da HR con il targeting per vector18. I metodi d'oro per identificare gli eventi HR includono Southern blotting e PCR19,20. I vantaggi degli approcci comprendono che macchiarsi del sud può identificare correttamente mirati ES cloni e permette ai ricercatori di analizzare la struttura dell'evento gene targeting, come una verifica di un inserimento di copia singola del costrutto, mentre un Strategia basata su PCR permette più rapido di screening per HR eventi21,22. Anche se questi metodi sono inconvenienti, quali che essi sono che richiede tempo e possono avere falsi positivi, il loro utilizzo combinatorio è ampiamente accettati e applicati dalla maggior parte dei laboratori nell'identificare eventi HR, particolare in cellule ES, per generare geneticamente modificata animali.
Tre isoforme della miosina non muscolare II (NM II) nei mammiferi, ciascuno composto da due identici NMHC IIs che sono codificati da tre geni differenti (denominati Myh9, Myh10 e Myh14) e due coppie di catene leggere, sono denominate NM II A, II B e II-C23. Gli studi precedenti hanno indicato che almeno le isoforme di NM II A e II B sono essenziali per lo sviluppo del mouse perché l'ablazione in vivo di queste isoforme provoca mortalità embrionale24,25,26. Per aggirare questo problema e ottenere nuove conoscenze sulle funzioni specifiche di isoforma di NM II A e II B nelle fasi successive di sviluppo del topo, una sostituzione di genetica è stata adottata la strategia utilizzando tecnologia di gene-targeting HR-mediata basati su cellule ES a generare una serie di modelli di mouse27. Nel corso di identificare i cloni ES desiderati, Southern blotting e metodi di PCR sono stati utilizzati, e questi si è rivelata efficiente e affidabile27,28.
Questo libro intende fornire una descrizione dettagliata di Southern blotting e PCR, compresa la progettazione di targeting tutt', le sonde e gli iniettori e l'esecuzione di esperimenti, così come l'analisi dei risultati esemplificato identificando evento HR avvenimento in cellule ES per la creazione del mouse sostituzione genetica NM II modelli e dati rappresentativi. I protocolli di questi due metodi qui presentati possono essere adottati anche per l'identificazione dei genotipi di cellule geneticamente modificate o di animali.