16.2: Badania genetyczne

Genetyczne badania przesiewowe są narzędziami wykorzystywanymi do identyfikacji genów i mutacji odpowiedzialnych za fenotypy będące przedmiotem zainteresowania. Badania genetyczne pomagają zidentyfikować osoby lub grupę osób zagrożonych rozwojem chorób genetycznych i pomagają im we wczesnej interwencji, terapii celowanej i opcjach reprodukcyjnych.

Genetyczne badania przesiewowe do przodu

Zaawansowane lub “klasyczne” genetyczne badania przesiewowe polegają na tworzeniu losowych mutacji w DNA organizmu za pomocą promieniowania, mutagenów lub wprowadzania dodatkowych zasad, które skutkują widocznymi zmianami w fenotypie. Mutant jest wsobny w celu uzyskania potomstwa, które jest homozygotyczne pod względem mutacji. Mutacja i związany z nią fenotyp są identyfikowane, a locus genu na chromosomie jest mapowany.

Odwrócone genetyczne badania przesiewowe

Odwrócone genetyczne badania przesiewowe obejmują zakłócenie znanych genów, a następnie badania przesiewowe w kierunku zmutowanych fenotypów wynikających z tych manipulacji. Badania przesiewowe ekspresji to rodzaj odwróconego genetycznego badania przesiewowego, które obejmuje biblioteki wektorów zawierające sekwencje kodujące białka różnych genów wyekstrahowanych z genomu organizmu lub próbek środowiskowych. Badania przesiewowe pomagają w identyfikacji nowych białek. Na przykład u danio pręgowanego, za pomocą odwrotnych badań genetycznych, identyfikuje się geny zaangażowane we wczesny rozwój.

Aplikacji

Badania genetyczne mają kilka zastosowań, takich jak identyfikacja interakcji białkowych, charakterystyka interakcji gen-lek i zrozumienie przyczyny chorób. Na przykład zmutowana biblioteka drożdży wygenerowana przy użyciu mutagenezy losowej na dużą skalę z insercjami transpozonów może być hodowana w obecności leku. Wpływ leku na każdego mutanta można przeanalizować za pomocą PCR, a następnie mikromacierzy lub analizy sekwencjonowania. Podobnie, badania przesiewowe mogą być wykorzystywane do analizy genów i sieci molekularnych zakłóconych w chorobach ludzkich. Na przykład geny zaangażowane w choroby neurodegeneracyjne można zidentyfikować poprzez hodowlę neuronów w obecności wirusów kodujących RNA, aby obniżyć ekspresję różnych genów docelowych. Komórki mogą być następnie barwione immunologicznie i analizowane w celu wykrycia nieprawidłowości fizycznych i zidentyfikowania odpowiedzialnych za nie genów.