16.2: Генетический скрининг

Генетический скрининг — это инструменты, используемые для идентификации генов и мутаций, ответственных за фенотипы, представляющие интерес. Генетический скрининг помогает выявить отдельных лиц или группу людей с риском развития генетических заболеваний и помочь им с ранним вмешательством, таргетной терапией и репродуктивными вариантами.

Прямой генетический скрининг

Прямой или «классический» генетический скрининг включает в себя создание случайных мутаций в ДНК организма с помощью радиации, мутагенов или вставки дополнительных оснований, что приводит к видимым изменениям в фенотипе. Мутанта инбредируют для получения потомства, гомозиготного по мутации. Мутация и связанный с ней фенотип идентифицируются, а локус гена на хромосоме картируется.

Обратный генетический скрининг

Обратный генетический скрининг включает в себя нарушение известных генов с последующим скринингом мутантных фенотипов, возникающих в результате этих манипуляций. Скрининг экспрессии — это разновидность обратного генетического скрининга, в которой участвуют векторные библиотеки, содержащие кодирующие белки последовательности различных генов, извлеченных из генома организма или образцов окружающей среды. Эти скрининги помогают в идентификации новых белков. Например, у рыбок данио с помощью обратного генетического скрининга идентифицируются гены, участвующие в раннем развитии.

Приложений

Генетический скрининг имеет несколько применений, таких как идентификация белковых взаимодействий, характеристика генно-лекарственных взаимодействий и понимание причины заболеваний. Например, мутантная библиотека дрожжей, созданная с помощью крупномасштабного случайного мутагенеза с вставками транспозонов, может быть выращена в присутствии лекарства. Влияние препарата на каждого мутанта может быть проанализировано с помощью ПЦР с последующим микрочипированием или анализом секвенирования. Аналогичным образом, скрининг может быть использован для анализа генов и молекулярных сетей, нарушенных при заболевании человека. Например, гены, участвующие в нейродегенеративных заболеваниях, могут быть идентифицированы путем культивирования нейронов в присутствии вирусов, кодирующих РНК, чтобы подавить экспрессию различных генов-мишеней. Затем клетки могут быть иммуноокрашены и проанализированы для выявления физических аномалий и определения ответственных за них генов.