Bioteknologi • 337
Transformasjon av dyr Så godt som alt vi vet om regulering av gener hos mennesket, har vi fra forskning på mus og rotter. Det er derfor naturlig å bruke mus som eksempel på hvordan genteknologi blir brukt i dag, og hvilke muligheter det gir oss og alt har gitt oss. Mus er velegnet siden det bare tar ni uker fra en hunnmus blir født til hun kan føde nye mus. Hos dyr kan genoverføringen skje på én av to måter: ved mikroinjeksjon av DNA i befruktede egg eller modifisering av embryonale stamceller. Mikroinjeksjon av DNA i befruktede egg var den første metoden som ble brukt for å genmodifisere dyr, og det er også den vanligste metoden i dag. Det er en relativt enkel metode. Genet sprøytes inn i en befruktet eggcelle, se figuren, og egget blir satt inn i en surrogatmor. Injeksjonen må skje før sædcellen og eggcellens cellekjerner har smeltet sammen, altså før det er skapt en zygote. DNA-et må sprøytes inn i en av cellekjernene. Alle celler i det genmodifiserte avkommet inneholder da genet. Dersom det nye DNA-et ikke blir satt sammen med det DNA-et som alt er der, før etter et par celledelinger, blir dyret Vektor bare delvis genmodifisert. Metoden kan brukes på alle dyr. Modifisering av embryonale stamceller er en mer komplisert metode og er foreløpig bare brukt på mus. Embryonale stamceller blir isolert fra musefostre, manipulert, satt tilbake i embryoet (< 50 celler), og embryoet blir overført til en surrogatmor. Avkommet har celler av to typer, opprinnelige og genmodifiserte.
Mikroinjeksjon av DNA. Bilde viser en metode for å overføre DNA-materiale. På bildet ser du en eggcelle hvor det føres DNA direkte inn i eggcellen.
Ønsket gen
Markørgen
1 Ønsket gen er inaktivert fordi det splittes av markørgenet Embryonal stamcelle fra mus
2 Vektor med ønsket gen og markørgen settes inn i en embryonal stamcelle 3 Ønsket gen fester seg til homolog sekvens i musekromosomet (det samme genet)
Knockout-mus. Teknikken baserer seg på at vi i en embryonal stamcelle erstatter et normalt gen med et defekt gen. Her benytter vi oss av såkalt homolog rekombinasjon, en prosess i cellekjernen knyttet til DNA-reparasjon. Den embryonale stamcellen blir så satt inn i et svært tidlig fosterstadium (blastocyst), som deretter blir satt inn i livmoren til en hunnmus. Ved videre avl framkommer mus der begge genvarianter i det aktuelle genparet er defekte. Det er laget knockout-mus for et stort antall ulike gener. Dersom vi krysser disse musestammene med hverandre, kan vi lage mus som er defekte på flere gener samtidig.
4 Rekombinasjon. Sekvensen som fester seg fra vektoren byttes ut med sekvensen fra kromosomet Inaktivert musegen Blastocyst Stamcelle
Utvikling og fødsel
5 Stamceller transplanteres inn i et museembryo
6 “Knock-out” mus