16.2: 遺伝子スクリーニング

遺伝子スクリーニングは、目的の表現型の原因となる遺伝子と突然変異を特定するために使用されるツールです。遺伝子スクリーニングは、遺伝性疾患を発症するリスクのある個人または人々のグループを特定し、早期介入、標的療法、および生殖オプションを支援するのに役立ちます。

フォワードジェネティックスクリーニング

前方または「古典的」な遺伝子スクリーニングでは、放射線、変異原、または追加の塩基の挿入を使用して生物のDNAにランダムな突然変異を作成し、その結果、表現型に目に見える変化が生じます。突然変異体は、突然変異に対してホモ接合体である子孫を得るために近交系されます。突然変異とそれに関連する表現型が同定され、染色体上の遺伝子座がマッピングされます。

リバースジェネティックスクリーニング

リバースジェネティックスクリーニングでは、既知の遺伝子を破壊し、その後、これらの操作から生じる変異表現型のスクリーニングを行います。発現スクリーニングは、生物のゲノムまたは環境サンプルから抽出されたさまざまな遺伝子のタンパク質コード配列を含むベクターライブラリを含む逆遺伝スクリーニングの一種です。これらのスクリーニングは、新規タンパク質の同定に役立ちます。例えば、ゼブラフィッシュでは、リバースジェネティックスクリーニングを用いて、初期発生に関与する遺伝子を同定します。

アプリケーション

遺伝子スクリーニングには、タンパク質相互作用の同定、遺伝子と薬物の相互作用の特性評価、疾患の原因の理解など、いくつかの用途があります。例えば、トランスポゾン挿入を伴う大規模なランダム突然変異導入を用いて作製した変異酵母ライブラリーは、薬物の存在下で増殖させることができます。各変異体に対する薬物の影響は、PCRとそれに続くマイクロアレイまたはシーケンシング解析を用いて解析することができます。同様に、スクリーニングは、ヒトの疾患で破壊された遺伝子や分子ネットワークの解析にも使用できます。例えば、神経変性疾患に関与する遺伝子は、RNAをコードするウイルスの存在下でニューロンを培養し、さまざまな標的遺伝子の発現をノックダウンすることで同定することができます。その後、細胞を免疫染色して分析し、身体異常を検出し、原因となる遺伝子を特定することができます。