Multilicence2025 ChemieMultilicence2025 ChemieMultilicence2025 ChemieMultilicence2025 ChemieMultilicence2025 ChemieMultilicence2025 Chemie

Aktuální číslo:

2025/5

Téma měsíce:

Pohlaví

Obálka čísla

Knokautovaná myš – druhé kolo

 |  5. 11. 1994
 |  Vesmír 73, 614, 1994/11

Pod tímto názvem se v červencovém čísle Science (Vol. 265, str. 26) objevil komentář k novému úspěchu molekulární biologie – metodě umožňující tkáňově specifické umlčení určitého genu. Standardní genové knokautování (termín knockout se v odborné literatuře běžně používá ve významu umělé inaktivace určitého genu nebo genů) se provádí tak, že se v embryonálních kmenových buňkách pomocí tzv. homologní rekombinace zamění funkční forma genu za formu nefunkční a tak je vybraný gen specificky umlčen. Embryonální kmenové buňky jsou schopny se po vpravení do raných myších embryí dělit a spolu s buňkami embrya vytvářejí diferencované tkáně a orgány. Narozená myš je pak vlastně mozaikou buněk (včetně pohlavních), z nichž některé obsahují normální a jiné neaktivní formu genu. Tyto „mozaikové“ myši se pak kříží a při troše štěstí je spermií s inaktivovaným genem oplodněno stejně postižené vajíčko a jako výsledek tohoto spojení se rodí myš, která má ve všech svých buňkách v obou chromozomálních sadách sledovaný gen v neaktivní formě.

Metoda přípravy těchto tzv. knokautovaných myší byla vyvinuta ke sledování funkce genů na úrovni organizmu a byla použita již v několika desítkách případů. Má však jedno velké omezení – umlčení některých genů je smrtelné již ve stadiu embrya, popřípadě v raných stadiích postfetálních. Na tento problém narazili též autoři článku v Science. Chtěli studovat vliv DNA polymerázy ß na buňky imunitního systému a při standardním knokautování zjistili, že tento enzym je nezbytný pro myší ontogenezi – embrya umírala dříve, než se začaly diferencovat objekty zájmu – buňky T a B imunitního systému. Cestou ze slepé uličky je metoda tkáňově specifického genového knokautu, která využívá schopnost enzymu Cre rekombinázy bakteriofága P1 vyštěpit vlákno DNA mezi dvěma krátkými úseky zvanými loxP. Tento enzym je schopen odstranit z vlákna DNA libovolný úsek (pokud je obklopen po obou stranách loxP), vlákno opět spojit a na původním místě zanechat jen jednu sekvenci loxP a – což je velmi důležité – celý systém funguje nejen v bakterii, ale i v rostlinách a živočiších. Nezbytným předpokladem tkáňové specifity vyštěpení úseku DNA obklopeného sekvencemi loxP je zajištění produkce rekombinázy Cre jen v těch buňkách, v nichž chceme gen umlčet.

Celá tato metoda zahrnuje velký počet kroků a využívá celý bohatý arzenál genového inženýrství. Kýženým výsledkem je stav, kdy myší embryo v každé své buňce obsahuje gen, který chceme tkáňově specificky odstranit obklopený sekvencemi loxP a gen pro rekombinázu Cre regulovaný tak, že se tento enzym objevuje jen v požadovaných buněčných typech. V případě DNA polymerázy ß se podařilo zajistit produkci rekombinázy Cre specificky jen v T-buňkách a zjistit, že tento enzym není nezbytně nutný pro diferenciaci a život T-buněk. Za důležitější než samotný výsledek považují sami autoři fakt, že celá metoda funguje a je použitelná v řadě modifikací k řešení problémů do nedávné doby zcela neřešitelných.

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Molekulární biologie

O autorovi

Jan Černý

Prof. Jan Černý, Dr., (*1970) vystudoval Přírodovědeckou fakultu UK v Praze. Na této fakultě přednáší buněčnou biologii, imunologii a histologii. Zabývá se kvantitativní imunologií, imunologickými aspekty mikrochimérismu a ve volném čase se pokouší pochopit molekulární a buněčné mechanismy působení sekundárních metabolitů produkovaných mikroorganismy i makroorganismy na lidské buňky. Podílí se na organizaci Mezinárodní biologické olympiády a soutěže EUSO, předsedá české Biologické olympiádě.
Černý Jan

Doporučujeme

Milostný život nálevníků

Milostný život nálevníků uzamčeno

Ivan Čepička  |  5. 5. 2025
Pohlavní proces, sex, je jedním ze zásadních vynálezů eukaryot. Projevy s ním spojené jsme zvyklí vídat na makroskopické úrovni, ať už to jsou...
Chromozomy, geny, hormony a pohlaví

Chromozomy, geny, hormony a pohlaví

Jaroslav Petr  |  5. 5. 2025
Na téma „ona a on“ se píšou básně, romány i dramata. Pestré a napínavé příběhy nabízí i příroda. Cesty, jimiž se může ubírat vývoj pohlaví...
Dřevěné mrakodrapy

Dřevěné mrakodrapy uzamčeno

Václav Sebera  |  5. 5. 2025
Nejvyšší člověkem postavené stavby jsou takové, které se přibližují, doslova drápou, k mrakům – mrakodrapy. Nepřekvapuje, že jejich nosné systémy...