Avainero ehdollisen ja konstitutiivisen knockoutin välillä on se, että ehdollinen poisto on kiinnostuksen kohteena olevan geenin deleetio tietystä kudoksesta tai elimestä, kun taas konstitutiivinen knockout on kiinnostuksen kohteena olevan geenin pysyvä deleetio eläimestä.
Hiiri on hyvä analogi useimmille ihmisen biologisille prosesseille, koska niillä on noin 99 % samank altaisista geeneistä. Knockout-hiiret ovat hyödyllisiä koeeläimiä, ja niitä käytetään tutkimuksessa erilaisten syöpien ja ihmisten sairauksien, kuten liikalihavuuden, sydänsairauksien, diabeteksen, niveltulehduksen, päihteiden väärinkäytön, ahdistuneisuuden, ikääntymisen ja Parkinsonin taudin jne., tutkimiseen. Knockout-hiiret ovat geneettisesti muunnettuja organismeja, joilla on toiminnallisesti inaktivoitu kiinnostava geeni. Geeni voidaan poistaa korvaamalla se tai lisäämällä keinotekoinen DNA-pala sen inaktivoimiseksi. Knockout-hiiret tarjoavat arvokasta tietoa geenien toiminnasta. Knockout-malleja on kaksi: konstitutiivinen (tavanomainen) ja ehdollinen. Konstitutiivisessa mallissa kohdegeeni on pysyvästi inaktivoitunut koko eläimessä kaikkina aikoina. Ehdollisessa mallissa geeniekspression indusoituva inaktivoituminen tapahtuu kudosspesifisesti tai ajallisesti.
Mikä on ehdollinen tyrmäys?
Ehdollinen knockout on malli, jossa kiinnostava geeni poistetaan vain tietystä kudoksesta tai elimestä. Tämä malli sisältää geenin oikea-aikaisen tai kudosspesifisen deleetion. Konstitutiiviseen tyrmäysmalliin verrattuna ehdollinen tyrmäysmalli on edistyneempi. Se poistaa geenin vain kohde-elimessä tai -kudoksessa. Esimerkiksi ehdollista knockout-mallia käytetään tutkittaessa sairautta, joka vaikuttaa maksaan (elimeen). Täällä tutkijat poistavat kyseisen geenin maksasta. Ehdollinen tyrmäys eliminoi tavanomaisen tyrmäyksen sivuvaikutukset.
Kuva 01: Ehdollinen tyrmäys
Ehdollinen knock out helpottaa knock out -geenejä tietyssä kehitysvaiheessa. Sen avulla voimme myös tutkia, kuinka geenin poisto yhdessä kudoksessa vaikuttaa samaan geeniin muissa kudoksissa. Tätä mallia käytetään usein ihmisten sairauksien tutkimiseen muissa nisäkkäissä. Ehdollinen knockout-hiirimalli voidaan rakentaa 6–9 kuukauden kuluessa CRISPR-geeninmuokkaustekniikalla.
Mikä on konstitutiivinen tyrmäys?
Constitutive Knockout -malli (tavanomainen tai koko kehon Knockout) on malli, jossa kohdegeeni inaktivoituu pysyvästi koko eläimessä (jokaisessa organismin solussa). Yleensä kestää neljästä kuuteen kuukautta konstitutiivisen knockout-hiirten mallin rakentaminen käyttämällä CRISPR-geeninmuokkaustekniikkaa. Aika vaihtelee kuitenkin mallin rakentamiseen käytetyn tekniikan mukaan.
Kuva 02: Knockout-hiiri
Ehdolliseen knockout-malliin verrattuna konstitutiivinen knockout on alun perin kehitetty malli, jolla on sivuvaikutuksia. Kiinnostava geeni poistetaan kaikista kehitysvaiheista. Siksi geenin ilmentyminen ei tapahdu koko eläimen eliniän aikana. Konstitutiiviseen tyrmäykseen verrattuna ehdollinen tyrmäys on turvallinen, helpompi ja tuloslähtöisempi.
Mitä yhtäläisyyksiä ehdollisen ja konstitutiivisen tyrmäyksen välillä on?
- Ehdollinen ja konstitutiivinen knockout ovat kaksi knockout-geenimallia.
- Molemmissa malleissa kiinnostava geeni on eliminoitu.
- Molempien mallien rakentamisessa CRISPR-geeninmuokkaustekniikkaa käytetään laaj alti.
Mitä eroa ehdollisen ja konstitutiivisen tyrmäyksen välillä on?
Ehdollisessa knockoutissa kiinnostuksen kohteena oleva geeni inaktivoituu tietyssä kudostyypissä tai tietyssä ajankohtana. Konstitutiivisessa knockoutissa kiinnostuksen kohteena oleva geeni inaktivoituu pysyvästi koko ajan. Joten tämä on avainero ehdollisen ja konstitutiivisen tyrmäyksen välillä. Ehdollinen tyrmäys on kohdennetumpi kuin konstitutiivinen tyrmäys. Lisäksi ehdollinen tyrmäys on turvallinen ja tuloslähtöisempi kuin konstitutiivinen tyrmäys.
Alla infografiikka luettelee lisää eroja ehdollisen ja konstitutiivisen tyrmäyksen välillä taulukkomuodossa.
Yhteenveto – ehdollinen vs konstitutiivinen tyrmäys
Knockout-hiiret ovat hyödyllisiä tutkittaessa geenin toimintaa in vivo. Ne antavat käsityksen geenin fysiologisesta roolista ihmisissä. Siksi ne ovat arvokas työkalu geneetikoille kehittää hoitoja geneettisten sairauksien hoitoon. Ehdolliset ja konstitutiiviset knockout-hiiret ovat kaksi mallia. Ehdollisessa knockoutissa kiinnostuksen kohteena oleva geeni inaktivoituu tietyssä kudostyypissä tai tietyssä ajankohtana. Konstitutiivisessa knockoutissa kiinnostava geeni inaktivoituu pysyvästi kaikentyyppisissä kudoksissa koko ajan. Siten tämä on avainero ehdollisen ja konstitutiivisen tyrmäyksen välillä. Ehdollinen tyrmäys on kohdistetumpi, turvallisempi, helpompi ja tuloslähtöisempi kuin konstitutiivinen tyrmäys.
