Rata knockout

Archiu:Fatmouse.jpg

Rata knockout

Archiu:CAPS 0 Wmice1.jpg

Rates knockout

Una rata knockout o rata KO és un rata modificat per ingenieria genètica per a que un o més de les seues genés estiguen inactivados per mig d'una tècnica cridada bloqueig de gens. El seu propòsit és comprendre el paper d'un gen que ha segut secuenciado pero del que es desconeix la seua funció o es coneix de forma incompleta. Inactivando el gen i estudiant les diferències que presenta la rata afectada, els investigadors poden inferir la provable funció d'eixe gen. La rata és el organisme modele més pròxim als sers humans en els que esta tècnica es pot realisar en facilitat, de modo que és el subjecte favorit dels experiments de noqueo, especialment quan es plantegen qüestions genètiques relacionades en la fisiologia humana. El bloqueig de gens en rates és molt més difícil i solament s'ha conseguit despuix de 2003.^{cita requerida}

La primera rata knockout va ser produït per Mario R. Capecchi, Martin Evans i Oliver Smithies en 1987-1989, obtenint per tal conseguixc el Premi Nobel de Medicina en 2007. Varis aspectes d'esta tecnologia estan baix palés de la divisió Lexicon genetics de Lexicon Pharmaceuticals. Els diferents métodos per a generar rates knockout estan en la seua majoria patentats en Estats Units. Les rates obtingudes en estos métodos també poden ser patentats en molts països, entre estos també els Estats Units.

Us

Noquear l'activitat d'un gen proporciona informació sobre la tasca normal d'eixe gen. Els sers humans compartixen molts gens en la rata. Per tant, observar les característiques d'una rata knockout proporciona informació que es pot utilisar per a comprendre millor cóm un gen semblant pot provocar o contribuir a l'aparició de malalties en humans.

Alguns eixemples d'investigacions en les que les rates KO han segut útils serien l'estudi i la modelización de diferents tipos de càncer, obesitat, malalties del cor, diabetis, artritis, toxicomanías, ansietat, envelliment i Parkinson. Les rates knockout també oferixen un context científic i biològic en el que es poden desenrollar i provar fàrmacs i atres teràpies.

Molts d'estes rates modele reben el nom del gen que s'ha inactivado en ells. Per eixemple, la rata KO p53 rep este nom pel gen p53, que codifica una proteïna que normalment suprimix el creiximent de tumors detenint la divisió celular. Els sers humans que naixen en mutacions que inactivan este gen patixen el Síndrome d'Li-Fraumeni, una afecció que aumenta dramàticament el risc de desenrollar tumors òsseus, càncer de mama i hemopatías malignes en edat primerenca. Atres models reben noms, a voltes ingeniosos i creatius, d'acort en les seues característiques físiques o comportament. Per eixemple, "Methuselah" (matusalén) és una rata KO dissenyat per a aumentar la longevitat (encara que existix el gen Methuselah) mentres que "Frantic" (espitado) és un model útil per a estudiar els trastorns d'ansietat.

Procediment

Existixen algunes variacions sobre el procediment per a produir rates KO, sent el següent l'eixemple més habitual.

1. S'aïlla el gen que es desija bloquejar a partir d'una genoteca de rata. Posteriorment es dissenya una nova seqüència de ADN molt semblada al gen original i la seua immediata veïna, llevat que està canviada lo suficient per a fer-la inoperant. Normalment també s'inclou en la nova seqüència un gen marcador, que les rates normals no posseïxen i que els conferix resistència a certs agents tòxics o produïx un canvi observable (p.ej. color o fluorescència). Les oportunitats d'un succés de recombinació en èxit són relativament baixes, de modo que la majoria de les cèlules alterades tenen canviat solament un d'abdós cromosomes. es diu que són heterocigotos.
2. A partir d'un blastocisto de rata (un embrió molt primerenc que està format per una massa esfèrica de cèlules indiferenciadas rodejada de cèlules extraembrionarias) s'aïllen les cèlules mare; despuix es cultiven in vitro. Com a eixemple, prendrem una cèlula mare d'una rata blanca.
3. Les cèlules mare del pas 2 es combinen en la nova seqüència del pas 1. Açò es realisa per mig d'electroporación (amprant un pols elèctric per a transferir ADN a través de la membrana celular). Algunes de les cèlules mare electroporadas incorporaran la nova seqüència en el lloc en el que el gen antic estava en el seu cromosoma. A açò se li crida recombinació homòloga. La raó per la que té lloc este procés és que abdós seqüències, la vella i la nova, són molt similars. Utilisant el gen marcador del pas 1, es pot aïllar ràpidament les cèlules que han incorporat la nova seqüència.
4. Les cèlules mare del pas 3 s'inserten en un blastocisto de rata. En este cas utilisem blastocistos de rata pardo. Estos blastocistos s'implanten en el úter d'una ratona, per a dur a terme la gestació. Els blastocistos contenen dos tipos de cèlules mare: les originals (rata grisa) i les modificades (rata blanca). La rata neonato serà per tant una quimera genètica: part del cos provindrà de les cèlules mare originals i part de les cèlules modificades. El pelaje també mostrarà zones blanques sobre pardo.
5. Les rates neonato només seran útils si la seqüència ha segut incorporada a la llínea germinal. Estes rates es creuen en uns atres del tipo blanc per a obtindre una progenie completament blanca. Estes rates encara contenen una còpia funcional del gen i tenen que sometre's a cruzamiento endógamo per a produir una rata que no du cap còpia funcional del gen original (és dir, que siga homocigótico per a eixe alel).