ノックアウトマウスの作製

ノックアウトマウス作製には、相同組み換え（または遺伝子ターゲティング）と遺伝子トラッピングという技術が使われています。 いずれも受精後約4日のマウス胚から分離したマウス胚性幹（ES）細胞を用いる方法である。 まず、相同組換えでは、マウスES細胞の核に、標的遺伝子のDNA配列の上流と下流に存在する配列と相同な（同一の）フランキング配列を持つ人工DNAを導入し、この人工DNAをマウスES細胞の核に導入する。 ES細胞はこのホモロガーを認識し、既存の標的遺伝子DNAを外来DNAと交換する。 しかし、外来DNAは不活性である。 従って、ES細胞ゲノムに組み込まれることにより、標的遺伝子は不活性化され、ノックアウトされる。 外来DNAは通常、レポーター遺伝子を持つように設計されている。レポーター遺伝子は、既存の遺伝子の位置を示すマークまたはタグであり、研究者は細胞が複製される際にマウス細胞ゲノムにおけるその存在を追跡することが可能である。 相同組換えは、ゲノムの他の遺伝子に影響を与えることなく、特定の対立遺伝子（遺伝子）を人工DNA配列に置き換える必要がある場合に選択される方法である

Gene Trappingも、レポーター遺伝子を持つ人工DNAを利用する。 しかし、特定の遺伝子を標的にするのではなく、外来DNAはマウスES細胞ゲノムのあらゆる遺伝子にランダムに組み込まれる。 この外来配列は、破壊された遺伝子がそのタンパク質産物をコードするのを妨げ、遺伝子を不活性化する。 ES細胞ゲノムに組み込まれるとレポーター遺伝子が活性化されるため、研究者は遺伝子の活性を追跡し、破壊された遺伝子の機能を推測することができる。

人工DNA配列は通常、レトロウイルスや他のウイルスベクターを用いてマウスES細胞に導入され、その後、改変されたES細胞は細胞培養で成長する。 数日後、この細胞をマウスの初期胚に注入し、その後、代理母の子宮に移植し、最終的に発育させて妊娠させる。 このようにして生まれたマウスの子には、修飾された組織とされていない組織の両方が含まれているため、完全なノックアウトマウスとはならない。 真のノックアウトマウス（相同性ノックアウトマウス）を作製するためには、数世代にわたってマウスを交配させることが必要である。 そのため、ノックアウトマウスを作製するためには、数世代にわたる交配が必要となる。 今すぐ購読する