มาร์คซีม
การวิเคราะห์โมเสกด้วยเครื่องหมายเซลล์ที่ยับยั้งได้หรือMARCMเป็น เทคนิค ทางพันธุศาสตร์สำหรับการสร้างเซลล์โฮโมไซกัสที่ ติดฉลากแต่ละเซลล์ใน Drosophila melanogaster ที่เป็น เฮเทอโรไซกัส[ 1 ] เทคนิคนี้ เป็นเครื่องมือสำคัญในการศึกษาการพัฒนาของ ระบบประสาท ของ Drosophilaเทคนิคนี้อาศัยการรวมตัวใหม่ระหว่างไมโทซิสที่เกิดจากการรวมตัวใหม่ของ FLP-FRTเนื่องจากยีนหนึ่งสำเนาที่ได้รับจากโครโมโซมบาลานเซอร์มักจะเพียงพอที่จะแก้ไขฟีโนไทป์ กลายพันธุ์ได้ โคลน MARCM จึงสามารถใช้ศึกษาฟีโนไทป์กลายพันธุ์ในสัตว์ ที่เป็น สัตว์ป่า ได้
ไม้กางเขน
เพื่อติดฉลากเซลล์กลุ่มเล็กๆ จากเซลล์ต้นกำเนิด เดียวกัน MARCM ใช้ระบบ GAL4-UASยีนเครื่องหมาย เช่นGFPจะถูกควบคุมโดยโปรโมเตอร์ UAS GAL4 ถูกแสดงออกอย่างแพร่หลายในแมลงวันเหล่านี้ จึงกระตุ้นการแสดงออกของยีนเครื่องหมาย นอกจากนี้ GAL80ยังถูกควบคุมโดยโปรโมเตอร์ที่แข็งแรง เช่น tubP GAL80 เป็นตัวยับยั้งGAL4และจะยับยั้งการแสดงออกของ GFP ภายใต้สภาวะปกติ องค์ประกอบ tubP-GAL80 นี้ถูกวางไว้ที่ปลายของไซต์ FRT ไซต์ FRT ที่สองถูกวางไว้ในตำแหน่งตรงข้ามกับไซต์ GAL80 โดยปกติจะมียีนหรือการกลายพันธุ์ที่สนใจอยู่ด้านปลาย สุดท้าย รีคอมบิเนส FLP ถูกควบคุมโดยโปรโมเตอร์ที่เหนี่ยวนำได้ เช่น ความร้อนช็อก
เมื่อมีการกระตุ้นการถอดรหัส FLP มันจะทำการรวมโครโมโซมใหม่ที่ตำแหน่ง FRT ทั้งสองแห่งในเซลล์ที่กำลังแบ่งตัวแบบไมโทซิส เซลล์เหล่านี้จะแบ่งออกเป็นเซลล์ลูกสาวที่เป็นโฮโมไซกัสสองเซลล์ เซลล์หนึ่งมีองค์ประกอบ GAL80 ทั้งสอง และอีกเซลล์หนึ่งไม่มี เซลล์ลูกสาวที่ไม่มี GAL80 จะถูกระบุด้วยการแสดงออกของเครื่องหมายผ่านระบบ GAL4-UAS เซลล์ลูกสาวที่เกิดขึ้นต่อจากเซลล์ต้นกำเนิดนี้ก็จะแสดงเครื่องหมายนั้นด้วยเช่นกัน
ห้องปฏิบัติการมักจะมีสายพันธุ์ MARCM ที่พร้อมใช้งานซึ่งมี FLP ที่เหนี่ยวนำได้, GAL80 ที่อยู่ไกลจากไซต์ FRT, GAL4 และ UAS-Marker สายพันธุ์เหล่านี้สามารถผสมข้ามพันธุ์กับแมลงวันที่มีการกลายพันธุ์ที่สนใจซึ่งอยู่ไกลจากไซต์ FRT ได้อย่างง่ายดาย[ 2 ]
การใช้งาน
ด้วยการใช้ประโยชน์จาก MARCM เราสามารถติดตามเซลล์ทั้งหมดที่สร้างขึ้นจากเซลล์ต้นกำเนิดเพียงเซลล์เดียวได้อย่างง่ายดาย นี่เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการติดตามการพัฒนาและสายพันธุ์เซลล์เฉพาะในสภาวะแวดล้อมต่างๆ การประยุกต์ใช้ MARCM ได้แก่ การศึกษาวงจรประสาท [ 3 ]การวิเคราะห์โคลน[ 4 ] การ คัดกรองทางพันธุกรรม[ 5 ]การ สร้าง สเปิร์ม[ 6 ] การพัฒนาของกรวยเจริญเติบโต [ 7 ] การสร้างเซลล์ประสาท [ 8 ]และการแพร่กระจายของเนื้องอก[ 9 ]
ความก้าวหน้ามากมายในการทำความเข้าใจพัฒนาการของแมลงหวี่ได้เกิดขึ้นผ่าน MARCM การพัฒนา สายพันธุ์ และลักษณะเฉพาะของเส้นใยแอกซอนรอง[ 10 ]แผนที่กายวิภาคของเซลล์ประสาทโคลินเนอร์จิกในระบบการมองเห็น[ 11 ]สายพันธุ์ที่ก่อให้เกิดโครงสร้างเฮมินิวโรเมียร์ทรวงอกและกรอบการพัฒนาสำหรับสถาปัตยกรรม CNS [ 12 ]บทบาทของเดลต้า ในการ กำหนดโปรแกรมการพัฒนาในไขสันหลังส่วนท้อง[ 13 ]เซลล์ออกโตพามิเนอร์จิกที่ส่งเสริมการตื่นตัวในโปรโตซีรีบรัม ส่วนกลาง [ 14 ]ยีนที่เกี่ยวข้องกับการสร้างรูปร่างของเซลล์ประสาทของเห็ด [ 15 ]และการควบคุมการนำทางของแอกซอนคอมมิส ซูรัล [ 16 ] ล้วนได้รับการ ระบุผ่านเทคนิค MARCM
การเปลี่ยนแปลง
MARCM มีหลายรูปแบบ MARCM แบบจุดคู่ช่วยให้สามารถติดฉลากโคลนพี่น้องด้วยเครื่องหมายสองตัวที่แยกจากกัน ทำให้สามารถติดตามลำดับวงศ์ตระกูลได้ละเอียดขึ้น[ 17 ]ใน MARCM แบบย้อนกลับ การกลายพันธุ์ที่สนใจจะถูกวางไว้บนโครโมโซมเดียวกันกับ GAL80 ดังนั้นโคลนโฮโมไซกัสแบบไวด์ไทป์จะถูกติดฉลาก[ 18 ] MARCM แบบพลิกออกจะเน้นเซลล์แต่ละเซลล์ภายในโคลนกลายพันธุ์ (อ้างอิง "Drosophila Dscam จำเป็นสำหรับการแยกตัวที่แตกต่างกันของกิ่งพี่น้องและยับยั้งการแตกแขนงที่ผิดปกติของแอกซอน" Neuron, 2002) ระบบ Q ช่วยให้สามารถทำ MARCM ที่ไม่ขึ้นกับ GAL4 ได้โดยใช้ระบบ QF/QS [ 19 ] Q-MARCM ยังสามารถรวมกับ MARCM แบบดั้งเดิมใน MARCM แบบคู่ ทำให้ลูกหลานสองตัวจากการแบ่งเซลล์เดียวสามารถติดฉลากที่แตกต่างกันและจัดการได้อย่างอิสระ[ 19 ] MARCM ที่เป็นอันตรายถึงชีวิตช่วยให้สามารถสร้างประชากรโฮโมไซกัสที่มีเครื่องหมายขนาดใหญ่ได้โดยการรวมการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายถึงชีวิตไว้ใกล้กับไซต์ GAL80 [ 20 ] MARCM ควบคุมการแสดงออกคู่ใช้ระบบการถอดรหัส LexA-VP16 ร่วมกับ GAL4-UAS [ 21 ] MARCM มักถูกใช้เป็นวิธีการคัดกรองทางพันธุกรรมด้วย[ 15 ]