「機能欠失実験」の版間の差分

ある遺伝子の機能を調べる際にその遺伝子の機能や発現量を減弱させることで機能を類推する実験手法。逆に遺伝子の機能や発現量を増強させる実験は機能獲得実験と呼ばれる

機能欠失実験の手法

発現量の減少

目的とする遺伝子そのものを破壊することで目的遺伝子の発現あるいは目的遺伝子の機能を完全に抑制させる。

・ジーンターゲティングによる遺伝子ノックアウト

本法による遺伝子破壊を動物個体レベルで行うためにはES細胞が必要であったためマウスでのみ可能であったが近年、ラットでもES細胞が樹立されジーンターゲティングによる遺伝子ノックアウトが可能になった。

この人工ヌクレアーゼにはDNA配列を認識し、切断するという原理は共通だが、ジンクフィンガーのDNA結合ドメインを利用してDNA配列を認識するZinc Finger nuclease (ZFN), TALEsのDNA結合ドメインを利用しDNA配列を認識するTALENの2種類が主に使用されている。これら人工ヌクレアーゼを導入した細胞内では特定のDNAがdouble-strand breakするが、これを修復するためにNHEJ (Non-Homologous End Joining)機構が働く。この際、高頻度で塩基対の欠失、挿入などの修復エラーが生じ、結果的にフレームシフトを起こすことで遺伝子がノックアウトされる。この手法はES細胞を必要としないため、これまでES細胞が樹立されておらずジーンターゲティングによる遺伝子ノックアウトが不可能であった動物種でも使用例が報告されている。

　特定の遺伝子の発現量を減少させるが遺伝子ノックアウトとは異なり、完全に発現が失われるわけではないので、遺伝子ノックアウトでは動物個体が目的の時期より以前に死に至るため解析が困難な場合などに有効な手法である。

・ジーンターゲティングによる遺伝子発現量減少

機能の減弱

機能ドメインに変異

目的のタンパク質が持つアミノ酸がリン酸化されることでその機能が増強する場合、そのアミノ酸をリン酸化を受けない他のアミノ酸に置換した変異体を発現することでリン酸化による機能の増強を抑制することができる。

一般的にはSer, ThrはAla、TyrはPheのように類似構造のアミノ酸に置換する。