Η βασική διαφορά μεταξύ υπό όρους και συστατικού νοκ-άουτ είναι ότι το νοκ-άουτ υπό όρους είναι η διαγραφή ενός γονιδίου που ενδιαφέρει από έναν συγκεκριμένο ιστό ή όργανο ενώ το συστατικό νοκ-άουτ είναι η μόνιμη διαγραφή ενός γονιδίου ενδιαφέροντος από το ζώο.
Το ποντίκι είναι ένα καλό ανάλογο για τις περισσότερες ανθρώπινες βιολογικές διεργασίες, καθώς μοιράζονται περίπου το 99% παρόμοιων γονιδίων. Τα ποντίκια νοκ-άουτ είναι χρήσιμα πειραματόζωα και χρησιμοποιούνται στην έρευνα για τη μελέτη διαφορετικών τύπων καρκίνου και ανθρώπινων ασθενειών όπως η παχυσαρκία, οι καρδιακές παθήσεις, ο διαβήτης, η αρθρίτιδα, η κατάχρηση ουσιών, το άγχος, η γήρανση και η νόσος του Πάρκινσον κ.λπ. Τα ποντίκια νοκ-άουτ είναι γενετικά τροποποιημένοι οργανισμοί που έχουν ένα λειτουργικά απενεργοποιημένο γονίδιο ενδιαφέροντος. Το knockout του γονιδίου μπορεί να γίνει με την αντικατάστασή του ή με την εισαγωγή ενός τεχνητού κομματιού DNA για να το απενεργοποιήσετε. Τα ποντίκια νοκ-άουτ παρέχουν πολύτιμες πληροφορίες για τις λειτουργίες των γονιδίων. Υπάρχουν δύο μοντέλα νοκ άουτ, ως συστατικά (συμβατικά) και υπό όρους. Στο συστατικό μοντέλο, το γονίδιο στόχος απενεργοποιείται μόνιμα σε ολόκληρο το ζώο για όλες τις εποχές. Στο υπό όρους μοντέλο, η επαγόμενη αδρανοποίηση της γονιδιακής έκφρασης λαμβάνει χώρα ως ειδικός για τον ιστό ή χρονικό τρόπο.
Τι είναι το νοκ άουτ υπό όρους;
Το νοκ-άουτ υπό όρους είναι ένα μοντέλο στο οποίο ένα γονίδιο ενδιαφέροντος διαγράφεται μόνο από έναν συγκεκριμένο ιστό ή ένα όργανο. Αυτό το μοντέλο περιλαμβάνει έγκαιρη ή ειδική για τον ιστό διαγραφή ενός γονιδίου. Σε σύγκριση με το ιδρυτικό μοντέλο νοκ άουτ, το μοντέλο νοκ άουτ υπό όρους είναι πιο προηγμένο. Διαγράφει ένα γονίδιο μόνο στο όργανο ή τον ιστό-στόχο. Για παράδειγμα, το υπό όρους μοντέλο νοκ-άουτ χρησιμοποιείται για τη μελέτη μιας ασθένειας που επηρεάζει το ήπαρ (όργανο). Εδώ, οι επιστήμονες εξαλείφουν το συγκεκριμένο γονίδιο από το ήπαρ. Το νοκ άουτ υπό όρους εξαλείφει τις παρενέργειες του συμβατικού νοκ άουτ.
Εικόνα 01: Νοκ άουτ υπό όρους
Το νοκ άουτ υπό όρους διευκολύνει τα γονίδια νοκ άουτ σε ένα συγκεκριμένο αναπτυξιακό στάδιο. Μας επιτρέπει επίσης να μελετήσουμε πώς το νοκ-άουτ ενός γονιδίου σε έναν ιστό επηρεάζει το ίδιο γονίδιο σε άλλους ιστούς. Αυτό το μοντέλο χρησιμοποιείται συχνά για τη μελέτη ανθρώπινων ασθενειών σε άλλα θηλαστικά. Το μοντέλο ποντικιού νοκ-άουτ μπορεί να κατασκευαστεί μέσα σε 6 έως 9 μήνες χρησιμοποιώντας την τεχνολογία επεξεργασίας γονιδίων CRISPR.
Τι είναι το Constitutive Knockout;
Μοντέλο Constitutive Knockout (συμβατικό ή ολοσωματικό Knockout) είναι το μοντέλο στο οποίο ένα γονίδιο στόχος απενεργοποιείται μόνιμα σε ολόκληρο το ζώο (σε κάθε κύτταρο του οργανισμού). Γενικά, χρειάζονται τέσσερις έως έξι μήνες για να κατασκευαστεί ένα δομικό μοντέλο ποντικών με νοκ-άουτ χρησιμοποιώντας τεχνολογία επεξεργασίας γονιδίων CRISPR. Ωστόσο, ο χρόνος ποικίλλει ανάλογα με την τεχνολογία που χρησιμοποιείται για την κατασκευή του μοντέλου.
Εικόνα 02: Ποντίκι νοκ-άουτ
Σε σύγκριση με το μοντέλο νοκ-άουτ υπό όρους, το ιδρυτικό νοκ-άουτ είναι το αρχικά αναπτυγμένο μοντέλο που έχει παρενέργειες. Το γονίδιο ενδιαφέροντος διαγράφεται από όλα τα αναπτυξιακά στάδια. Επομένως, η γονιδιακή έκφραση δεν λαμβάνει χώρα καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής του ζώου. Σε σύγκριση με το ιδρυτικό νοκ άουτ, το νοκ άουτ υπό όρους είναι ασφαλές, πιο εύκολο και βασίζεται περισσότερο στα αποτελέσματα.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ του νοκ άουτ υπό όρους και του συστατικού;
- Το νοκ-άουτ υπό όρους και το συστατικό νοκ-άουτ είναι δύο μοντέλα γονιδίων νοκ-άουτ.
- Και στα δύο μοντέλα, ένα γονίδιο ενδιαφέροντος εξαλείφεται.
- Κατασκευάζοντας και τα δύο μοντέλα, χρησιμοποιείται ευρέως η τεχνολογία επεξεργασίας γονιδίων CRISPR.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ υπό όρους και ιδρυτικού νοκ άουτ;
Σε νοκ-άουτ υπό όρους, το γονίδιο ενδιαφέροντος απενεργοποιείται σε συγκεκριμένο τύπο ιστού ή σε συγκεκριμένο χρονικό σημείο. Στο συστατικό νοκ-άουτ, το γονίδιο ενδιαφέροντος απενεργοποιείται μόνιμα για πάντα. Λοιπόν, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ υπό όρους και συστατικού νοκ άουτ. Το νοκ άουτ υπό όρους είναι πιο στοχευμένο από το ιδρυτικό νοκ άουτ. Επιπλέον, το νοκ άουτ υπό όρους είναι ασφαλές και βασίζεται περισσότερο στο αποτέλεσμα από το ιδρυτικό νοκ άουτ.
Κάτω από το γραφικό πληροφοριών παρατίθενται περισσότερες διαφορές μεταξύ υπό όρους και ιδρυτικού νοκ άουτ σε μορφή πίνακα.
Σύνοψη – Conditional vs Constitutive Knockout
Τα ποντίκια νοκ-άουτ είναι χρήσιμα για τη μελέτη in vivo γονιδιακής λειτουργίας. Παρέχουν πληροφορίες για τον φυσιολογικό ρόλο ενός γονιδίου στον άνθρωπο. Ως εκ τούτου, αποτελούν πολύτιμο εργαλείο για τους γενετιστές για την ανάπτυξη θεραπειών για τη θεραπεία γενετικών ασθενειών. Τα ποντίκια υπό όρους και τα συστατικά νοκ-άουτ είναι δύο μοντέλα. Στο νοκ-άουτ υπό όρους, ένα γονίδιο ενδιαφέροντος απενεργοποιείται σε έναν συγκεκριμένο τύπο ιστού ή σε ένα συγκεκριμένο χρονικό σημείο. Στο συστατικό νοκ-άουτ, ένα γονίδιο ενδιαφέροντος απενεργοποιείται μόνιμα σε όλους τους τύπους ιστών ανά πάσα στιγμή. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ υπό όρους και ιδρυτικού νοκ άουτ. Το νοκ άουτ υπό όρους είναι πιο στοχευμένο, ασφαλές, πιο εύκολο και με περισσότερο αποτέλεσμα σε σύγκριση με το ιδρυτικό νοκ άουτ.
