การกำจัดยีน
การกำจัดยีนเกิดขึ้นเมื่อยีนถูกพิจารณาว่า “เป็นโมฆะ” ผ่านการรวมตัวทางพันธุกรรม แบบโฮโมโลจัส ของยีน วิธีนี้ใช้ในการยับยั้งเซลล์สายพันธุ์หรือเซลล์ชนิดใดชนิดหนึ่งโดยเฉพาะ เทคนิคทางวิศวกรรมพันธุกรรมนี้ไม่ได้จำกัดการยับยั้งการเจริญเติบโตไว้เฉพาะกิจกรรมของยีนแต่ละตัวเท่านั้น[ 1 ]การกำจัดเซลล์เฉพาะเจาะจงทำให้สามารถตรวจสอบ กิจกรรมของเซลล์ ในร่างกาย ได้ ตัวอย่างของวิธีการนี้ในทางปฏิบัติสามารถเห็นได้จากการสร้างหนูน็อคเอาท์ซึ่งทำได้โดยการให้ทรานส์ยีนหนึ่งตัวหรือมากกว่านั้นเข้าไปในนิวเคลียสของเซลล์ไข่หนูที่ได้รับการปฏิสนธิแล้ว หลังจากนั้นจะนำไปปลูกถ่ายใหม่ในแม่หนูเจ้าบ้าน ซึ่งจะให้กำเนิดหนูทรานส์เจนิก หนูทรานส์เจนิกจะมีทรานส์ยีนหนึ่งสำเนาจากหลายร้อยสำเนา จากหนูเหล่านี้ สามารถสร้างโคโลนีโฮโมไซกัสได้โดยการผสมพันธุ์[ 2 ]
การพัฒนาทางประวัติศาสตร์
ในปี พ.ศ. 2533 เทคนิค การน็อคเอาท์ยีนเพิ่งเริ่มพัฒนา ข้อมูลเกี่ยวกับเหตุการณ์เริ่มต้นที่เกิดขึ้นตลอดการพัฒนาของตัวอ่อนสัตว์ มีกระดูกสันหลังยังมีน้อย เพื่อให้เข้าใจได้ดียิ่งขึ้น จำเป็นต้องวิเคราะห์คำสั่งในการสร้างชุด DNA ทั้งหมดในบุคคลหรือสิ่งมีชีวิต และต้องระบุยีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการนี้ คำสั่งสำหรับการพัฒนาตัวอ่อนอาจมีความสัมพันธ์กับการขาดพื้นที่ที่แสดงโดยยีนจำนวนมากในรูปแบบการแสดงออกของยีน เทคนิคที่ใช้ในการประเมินหน้าที่ของยีนเฉพาะคือการปิดใช้งานหรือการกำจัดยีนนั้น โดยการกำจัดยีนเฉพาะ บทบาทของยีนนั้นในการพัฒนารูปแบบการแสดงออกของตัวอ่อนอาจสังเกตได้[ 3 ]
ความสำคัญทางคลินิก
ความสามารถในการกำจัดเซลล์อย่างเลือกสรรโดยการทำลายล้างมีความสำคัญอย่างยิ่งในการศึกษาพัฒนาการของชีววิทยาของยูคาริโอต ซึ่งมีส่วนช่วยอย่างมากในการศึกษาต้นกำเนิด ชะตากรรม หรือหน้าที่ของเซลล์ การทำลายล้างทางพันธุกรรมเกิดขึ้นจากการส่งสารพิษหรือยีนที่เหนี่ยวนำให้เกิดการตายซึ่งถูกควบคุมโดยตัวเร่งปฏิกิริยาเฉพาะเซลล์ (พันธุศาสตร์)หรือโดยการใช้ระบบ GAL4/UASเนื่องจากมีตัวเร่งปฏิกิริยาที่รู้จักมากมาย สารพิษและยีนที่ทำให้เกิดการตายจึงสามารถติดเข้ากับเซลล์ที่เลือกได้เกือบทุกเซลล์ ซึ่งช่วยให้สามารถระบุชนิดของเซลล์ได้อย่างเฉพาะเจาะจง ผ่านการทำลายล้างทางพันธุกรรม ผลกระทบของการกำจัดเซลล์แต่ละเซลล์ชนิดใดชนิดหนึ่งภายในตัวอ่อนสามารถสังเกตได้ นอกจากนี้ยังสามารถศึกษาประชากรทั้งหมดได้แทนที่จะศึกษาเฉพาะแต่ละบุคคล[ 4 ]
ข้อดี
ความจำเพาะของชนิดเซลล์เป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญของการกำจัดทางพันธุกรรม ตัวเร่งปฏิกิริยาจำนวนมากที่มีอยู่ช่วยให้เกิดความจำเพาะนี้ได้ เนื่องจากสารพิษและยีนที่ทำให้เกิดการตายสามารถกำหนดเป้าหมายเซลล์ใดก็ได้ตามต้องการ ความจำเพาะของเซลล์นี้จะกำจัดเซลล์ที่เลือกทั้งหมดในทุกส่วนของตัวอ่อน นี่เป็นข้อได้เปรียบเพราะจำนวนเซลล์ที่คล้ายคลึงกันที่ถูกกำจัดภายในเนื้อเยื่อมีอิทธิพลต่อผลกระทบทางฟีโนไทป์ของการกำจัด นอกจากนี้ เนื่องจากการกำจัดทางพันธุกรรมต้องใช้เพียงการจัดผสมพันธุ์ทางพันธุกรรม จึงทำได้ง่ายในทางเทคนิค ซึ่งช่วยให้สามารถตรวจสอบประชากรจำนวนมากพร้อมกันได้ ตัวอย่างจำนวนมากขึ้นช่วยยืนยันผลลัพธ์โดยการให้ข้อมูลเพิ่มเติมเพื่อสรุปผล นอกจากนี้ ในบางกรณี การกำจัดเป็นแบบเซลล์อิสระ ซึ่งขจัดความกังวลใดๆ เกี่ยวกับการกระทบต่อเซลล์ข้างเคียง สิ่งนี้พบได้ใน สายโซ่ ริซิน -เอ และดิฟเทอเรีย -เอ รวมถึงยีนที่ทำให้เกิดการตาย[ 4 ]
ข้อเสีย
นอกจากนี้ ยังมีข้อเสียที่เกี่ยวข้องกับวิธีการทางพันธุกรรมในการกำจัดเซลล์ มีการแสดงออกที่ไม่สม่ำเสมอซึ่งถูกควบคุมโดยตัวเร่งการแสดงออก ความผิดปกติเหล่านี้อาจสังเกตได้จากการขาดการจำกัดโดยตัวเร่งการแสดงออกที่เลือกไว้สำหรับเซลล์ประเภทใดประเภทหนึ่ง หรือจากการขาดการรวมเซลล์ทุกชนิดในตัวอ่อน ยิ่งไปกว่านั้น เซลล์ที่แสดงออกอาจถูกทำลายได้ด้วยระดับการแสดงออกที่ต่ำ การขาดทางเลือกในเรื่องเวลาก็อาจเป็นข้อเสียเช่นกัน สิ่งนี้เป็นไปได้หากการแสดงออกของยีนตัวกระตุ้นขึ้นอยู่กับ GAL4 หรือตัวเร่งการแสดงออก สิ่งสำคัญคือต้องยืนยันว่ายีนที่เข้ารหัสสารพิษแสดงออกเฉพาะในช่วงพัฒนาการที่เกี่ยวข้องและในเซลล์เฉพาะนั้นในตัวอ่อน ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงได้โดยใช้การแสดงออกแบบโมเสก[ 4 ]
ผลกระทบทางเทคโนโลยี
การควบคุมการแสดงออกของยีนและการกำจัดยีนตามเวลาสามารถอธิบายได้ด้วย เทคโนโลยี การสร้างสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมและการบำบัดด้วยยีนที่กำลังพัฒนา เทคโนโลยีเหล่านี้ได้รับการพัฒนาขึ้นด้วยความเข้าใจในกลไกที่ส่งผลต่อการถอดรหัสยีนเฉพาะเนื้อเยื่อ การกำจัดยีนช่วยให้สามารถกำจัดยีนได้โดยใช้สารประกอบที่นำเข้าสู่สิ่งมีชีวิตเป้าหมาย[ 5 ]
การกำจัดยีนในหนูทรานส์เจนิก
เทคโนโลยีการกำจัดยีนอาจสามารถสร้างหนูที่มีการกลายพันธุ์ในยีนเกือบทุกตัวที่มีอยู่ในสายพันธุ์ของพวกมันได้ แม้ว่าเทคนิคนี้จะยังไม่สมบูรณ์แบบ แต่ก็มีความสามารถในการกำหนดเป้าหมายคำถามเกี่ยวกับชีววิทยาโมเลกุลและเซลล์ของการเจริญเติบโตของตัวอ่อน นอกจากนี้ยังอาจช่วยในการสร้างสัตว์เพื่อใช้เป็นแนวทางในการแสดงผลกระทบต่อโรคของมนุษย์ รวมถึงการเสื่อมของปลอก ไมอีลิ นโรคแคระและภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง[ 6 ]
การกำจัดยีนในกระบวนการเจริญเติบโตของพืช
การทำลายพันธุกรรมเป็นองค์ประกอบที่โดดเด่นในการศึกษาลำดับเซลล์ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม คุณสมบัติที่ทราบนี้กระตุ้นให้เกิดการศึกษาเพิ่มเติมในการวิเคราะห์กระบวนการพัฒนาของพืช ภาพรวมที่ครอบคลุมของขั้นตอนในการพัฒนาสามารถสังเกตได้จากการตายของเซลล์โดยเจตนาโดยใช้โปรโมเตอร์ที่แสดงเฉพาะในเซลล์ประเภทต่างๆ พร้อมกับความสามารถในการผลิตพืชที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรม เนื่องจากเทคนิคที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นที่ใช้ในการผลิตพืชไคเมอริก ควบคู่กับการทำลายด้วยเลเซอร์การทำลายพันธุกรรมจึงเป็นกลไกหลักในการทำความเข้าใจการพัฒนาเซลล์พืช[ 7 ]