Группа биологов из США и Канады представили новый эффективный метод «выключения» генов нематоды Caenorhabditis elegans.

C. elegans, червь длиной около 1 мм, давно использующийся в качестве модельного организма, стал первым многоклеточным с полностью секвенированным геномом. Для того чтобы установить функции каждого из 20 160 генов нематоды, необходим надёжный метод их разрушения.

Рис. 1. Транспозон, образующий характерную структуру типа «стебель и петля» (иллюстрация Stanley Cohen / Science Photo Library).

Разработанную технологию авторы назвали MosDel, что расшифровывается как Mos1-mediated deletion — удаление посредством транспозона Mos1. Транспозонами, или «прыгающими генами», называют последовательности ДНК, способные перемещаться внутри генома и встраиваться в него на различных участках. Mos1 кодирует фермент (транспозазу), который и обеспечивает «разрезание» ДНК.

Суть метода заключается в удалении Mos1, расположенного рядом с «выключаемым» геном, с помощью транспозазы Mos1, ген которой доставляется специальным плазмидом. Образующийся разрыв должен устраняться естественным путём с использованием неповреждённой хромосомы в качестве образца, но учёные внедряют собственный шаблон, в котором последовательность, соответствующая разрушаемому гену, отсутствует.

В процессе восстановления повреждений удаляется до 25 000 пар оснований на участке, прилегающем к месту включения Mos1. Длина генов нематод составляет от 700 до 30 000 оснований, а среднее её значение оценивается в 5 000 оснований; по словам исследователей, технология обеспечивает удаление 20 043 генов, или 99,4% от их общего числа. Так же можно действовать и в экспериментах с некоторыми другими широко используемыми в биологии организмами (к примеру, плоскими червями и рыбками данио рерио), но для млекопитающих с их длинными генами 25 000 пар оснований будет недостаточно.

Кроме того, новый метод позволяет вводить так называемые маркеры позитивной селекции, упрощающие задачу экспериментаторов. В одном опыте исследователи, к примеру, работали с нематодами, у которых было нарушено функционирование гена unc-119; такие изменения приводят к смерти C. elegans, но учёные, удалив интересовавший их ген, одновременно внесли рабочую копию unc-119, и черви остались живы. Отличить их от прочих нематод было, разумеется, несложно.

Действуя подобным образом, авторы сумели «выключить» 10 различных генов.

Результаты исследований авторы представили в статье:

Christian Frøkjær-Jensen, M Wayne Davis, Gunther Hollopeter, Jon Taylor, Todd W Harris, Paola Nix, Rachel Lofgren, Michael Prestgard-Duke, Michael Bastiani, Donald G Moerman & Erik M Jorgensen Targeted gene deletions in C. elegans using transposon excision. – Nature Methods. – Published online: 25 April 2010 | doi:10.1038/nmeth.1454.

Статья подготовлена Филипповым Ю.П. по материалам: