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Knockout-MausEine Knockout-Maus (en.: K.O. - kaputt schlagen) ist eine Maus bei der mittels einer genetischen Manipulation gezielt ein Gendeaktiviert wurde. Diese Manipulation geschieht an den embryonalen Stammzellen(von Mäusen), die dann in die Keimbahneiner Maus eingebracht werden. Es gibt inzwischen Knockout-Mäuse für die unterschiedlichsten Forschungsgebiete. Mit Hilfe der genetisch veränderten Tiere können beispielsweise biologische Mechanismen untersucht werden. Außerdem eignen sie sich als Modelle für menschliche Erkrankungen oder für pharmakologische Fragestellungen.
Der Vorgang des KnockoutsAus Blastozysteneines Inzuchtmäusestammswerden Stammzellen entnommen und in vitro vermehrt. Nun wird ein Inaktivierungsvektordurch Elektroporationin die noch undifferenzierten Stammzellen übertragen. Der Inaktivierungsvektor wird künstlich hergestellt und besteht aus dem zu inaktivierenden Gen, das eine Mutationträgt, so dass es nicht mehr transkribiert werden kann, bzw. das entstehende Protein inaktiv ist und den benachbarten DNA-Abschnitten. Der Austausch zwischen den DNA-Abschnitten erfolgt durch homologe Rekombination. In der homologen Rekombination lagern sich die benachbarten Abschnitte an die korrekte Stelle des Mäuseerbgutes an und werden in manchen Fällen rekombiniert. In der Regel wird der Sequenz noch ein positiver Markerangehängt. Meist wählt man hier eine Neomycinrestistenz. Dadurch hat man die Möglichkeit, später durch Gabe von Neomycin (ein Antibiotikum) zu sehen, welche Zellen die Sequenz eingebaut haben und welche nicht. Nur Zellen mit der Neomycinresistenz überleben. Die rekombinierten Stammzellen werden in eine Blastocysteeingesetzt, die wiederum einer vorbehandelten Empfängermaus eingepflanzt werden. In der Leihmutter entwickeln sich dann gemischtzellige Tiere (Chimären). Durch Rückkreuzung gegen Wildtypkönnen die heterozygotenTiere herausgefiltert werden. Durch Kreuzungenerhält man homozygoteTiere, bei denen also alle Zellen des gewünschten Gens zerstört ? ausgeknockt sind. Beispiele für Knockout-MäuseBiologische MechanismenIn der Chronobiologiewerden Knockout-Mäuse benutzt um die Molekularen Mechanismen die hinter der circadianen Rhythmik stehen zu verstehen. Die Frage dabei ist, welchen Platz die Gene, die ausgeschaltet wurden und damit die von ihnen produzierten Eiweiße bei der Expression der circadianen Rhythmik einnehmen.
MedizinBei vielen menschlichen Krankheitenist der Hintergrund eine gestörte Genfunktion. Die Knockout?Mäuse sind hier ein ideales Krankheitsmodell. Durch die Möglichkeit Knockout?Mäuse schnell zu züchten, ist es möglich ein Tiermodell zur Verfügung zu haben, um Aussagen über die Rolle bestimmter Gene bei Krankheiten und ihren Behandlungen zu machen zu können. Problematisch ist dabei allerdings immer die Übertragbarkeit der Ergebnisse.
Siehe auch
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