GENERIERUNGTRANSGENERRANSGENER SUSANNE BIERL BOD8 IMMUNOLOGIE FR. DR. B. JUNGNICKEL FR DR. I. PFEIL

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Catharina Schmitt
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1 GENERIERUNGTRANSGENERRANSGENER TIERMODELLE SUSANNE BIERL BOD8 IMMUNOLOGIE FR. DR. B. JUNGNICKEL FR DR. I. PFEIL

2 INHALTÜBERSICHT 2

3 INHALTSVERZEICHNIS Einführung Definitionen Knock-In-Strategie Geninaktivierungs-/ Knock-out- Strategie konditionelle Knock-out-Strategie Anwendungen Zusammenfassung 3

4 EINFÜHRUNG 4

5 EINFÜHRUNG Durch gezielte genetische Manipulation Veränderung des Genoms Große Bedeutung in der Forschung 2007 Nobelpreis für Physiologie/Medizin 2007 an Martin Evans, Mario Capecchiund Oliver Smithies 5

Forschung 2007 Nobelpreis für Physiologie/Medizin

6 EINFÜHRUNG 6

7 EINFÜHRUNG Verwendete Tierarten In der BRD seit 1991 keine Menschenaffen 7

8 DEFINITIONEN 8

9 DEFINITIONEN Transgen Gen, das mit gentechnischen Verfahren in das Erbgut eines Organismus eingebracht wurde Transgene Tiere Chromosomen enthalten stabil integrierte Kopien exogener Gene zusätzliche/entfernte Kopien endogener Gene Genkonstrukte 9

Tiere Chromosomen enthalten stabil integrierte Kopien

10 DEFINITIONEN Konventionell Knock-Out Gezieltes Deaktivieren eines oder mehrerer Gene durch genetische Manipulation Knock-In Gezieltes Einbringen von Genen Insertion Konditionell Knock-Out in Gen definierter Gewebe Überleben der Tiere 10

Manipulation Knock-In Gezieltes Einbringen von Genen

11 DEFINITIONEN Einsatzgebiete: knock-out -und knock-in -Mäuse in der Grundlagenforschung Xenotransplantate Tierzucht Produktion von Pharmaprodukten z.b. in der Milchdrüse ( gene pharming ) 11

12 KNOCK-IN-STRATEGIE 12

13 HERSTELLUNG/ / GENERIERUNGG Mikroinjektion Retroviraler Gentransfer Embryonale Stammzelltechnik Kerntransfermethode spermienvermitteltergentransfer 13

14 MIKROINJEKTION 14

15 MIKROINJEKTION Nachteile Eizellen klein technisch sehr aufwändig Vorkernschwer zu erkennen Zeitpunkt Insertionsmutagenesedurch Zufallsinsertion (event) Geringe Erfolgsrate (1%) 15

16 RETROVIRALERGENTRANSFERENTRANSFER 16

17 RETROVIRALERGENTRANSFERENTRANSFER Vorteile o Stabile Integration Nachteile o Begrenzte Kapazität o Rekombination mit anderen Retroviren zu infektiösen Viren o Steuerung der Integrationsstelle schwierig 17

Kapazität o Rekombination mit anderen Retroviren

18 RETROVIRALERGENTRANSFERENTRANSFER 18

19 EMBRYONALESTAMMZELLTECHNIK 19

20 SPERMIENVERMITTELTERGENTRANSFERENTRANSFER Viraler Gentransfer in Genom der Spermien Einnisten in Hoden Produktion Spermatozoen-Genom nimmt Fremd-DNA häufig nicht an 20

21 KERNTRANSFERMETHODE 21

22 GENINAKTIVIERUNGS-/ KNOCK-OUT OUT -STRATEGIE 22

23 KNOCK-OUT-STRATEGIETRATEGIE 23

24 KNOCK-OUT-STRATEGIETRATEGIE Identifizierung des zu verändernden Gens Einzubringendes, teilweise homologes Gen Selektionsmarker 24

25 KNOCK-OUT-STRATEGIETRATEGIE Homologe Rekombination mittels cre/loxp-system (aus P1 Bakteriophagen) Rekombinasecre(Causesrecombination) katalysiert Spaltung und Neuverknüpfung zwischen spezifischen Sequenzen (loxp) 25

26 KNOCK-OUT-STRATEGIETRATEGIE Vor und nach betreffenden Abschnitt schneiden loxp floxen 26

27 KNOCK-OUT-STRATEGIETRATEGIE 27

28 KONDITIONALES KNOCK NOCK-OUT 28

29 KONDITIONALESKNOCK-OUT Häufig frühzeitiges Sterben der Mausmutanten Knock-Out im gesamten Organismus Gezieltes Knock-Out in definierten Geweben 29

30 KONDITIONALESKNOCK-OUT 30

31 ANWENDUNGEN 31

32 ANWENDUNGEN 99% der Mausgenekommen beim Menschen vor Maus Mensch Gesamtes molekulares Umfeld einer Krankheit vorhanden Wichtiges Instrument der Forschung 32

33 ANWENDUNGEN 33

34 ZUSAMENFASSUNG 34

35 ZUSAMMENFASSUNG Transgenes Tiermodell wichtiges Forschungsinstrument Verschiedene Methoden Auswahl je nach Anforderung 35

36 ZUSAMMENFASSUNG Aktueller Stand: der Mausgenekonnten bisher gezielt mutiert werden Preis einer Knock-Out Maus:

37 DANKE 37

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