Põhierinevus tingimusliku ja konstitutiivse knockouti vahel on see, et tingimuslik knockout on huvipakkuva geeni kustutamine konkreetsest koest või elundist, samas kui konstitutiivne knockout on huvipakkuva geeni püsiv kustutamine loomast.
Hiir on hea analoog enamikule inimese bioloogilistele protsessidele, kuna neil on umbes 99% sarnastest geenidest. Knockout hiired on kasulikud katseloomad ja neid kasutatakse teadusuuringutes, et uurida erinevat tüüpi vähktõbe ja inimese haigusi, nagu rasvumine, südamehaigused, diabeet, artriit, ainete kuritarvitamine, ärevus, vananemine ja Parkinsoni tõbi jne. Knockout hiired on geneetiliselt muundatud organismid, millel on funktsionaalselt inaktiveeritud huvipakkuv geen. Geeni saab välja lülitada, asendades selle või sisestades selle inaktiveerimiseks kunstliku DNA osa. Knockout hiired pakuvad väärtuslikku teavet geenide funktsioonide kohta. Knockout-mudelit on kaks konstitutiivset (konventsionaalset) ja tingimuslikku. Konstitutiivses mudelis on sihtgeen kogu loomas kogu aeg püsiv alt inaktiveeritud. Tingimusliku mudeli korral toimub geeniekspressiooni indutseeritav inaktiveerimine koespetsiifilise või ajalise viisina.
Mis on tingimuslik nokaut?
Tingimuslik knockout on mudel, milles huvipakkuv geen kustutatakse ainult konkreetsest koest või elundist. See mudel hõlmab geeni õigeaegset või koespetsiifilist deletsiooni. Võrreldes konstitutiivse väljalöömise mudeliga, on tingimuslik väljalöökide mudel arenenum. See kustutab geeni ainult sihtorganis või -koes. Näiteks kasutatakse tingimuslikku väljalülitamise mudelit maksa (elundit) mõjutava haiguse uurimiseks. Siin kõrvaldavad teadlased selle konkreetse geeni maksast. Tingimuslik nokaut välistab tavapärase nokauti kõrvalmõjud.
Joonis 01: tingimuslik nokaut
Tingimuslik väljatõrjumine hõlbustab geenide väljalülitamist konkreetses arengufaasis. Samuti võimaldab see uurida, kuidas geeni väljatõrjumine ühes koes mõjutab sama geeni teistes kudedes. Seda mudelit kasutatakse sageli inimeste haiguste uurimiseks teistel imetajatel. Tingimusliku väljalülitatud hiiremudeli saab konstrueerida 6–9 kuu jooksul, kasutades CRISPR-i geenitöötlustehnoloogiat.
Mis on konstitutiivne nokaut?
Constitutive Knockout mudel (tavaline või kogu keha Knockout) on mudel, mille puhul sihtgeen inaktiveeritakse püsiv alt terves loomas (organismi igas rakus). Üldiselt kulub CRISPR-i geeniredigeerimistehnoloogia abil konstitutiivse knockout-hiirte mudeli konstrueerimiseks neli kuni kuus kuud. Kuid aeg varieerub sõltuv alt mudeli ehitamiseks kasutatud tehnoloogiast.
Joonis 02: Knockout Mouse
Võrreldes tingimusliku väljatõrjumise mudeliga on konstitutiivne väljatõrjumine algselt välja töötatud mudel, millel on kõrvalmõjud. Huvipakkuv geen kustutatakse kõigist arenguetappidest. Seetõttu ei toimu geeniekspressioon kogu looma eluea jooksul. Võrreldes konstitutiivse väljalangemisega on tingimuslik väljalangemine ohutu, lihtsam ja rohkem tulemustele orienteeritud.
Millised on tingimusliku ja konstitutiivse väljalöögi sarnasused?
- Tingimuslik ja konstitutiivne knockout on kaks knockout-geenimudelit.
- Mõlemal mudelil on huvipakkuv geen elimineeritud.
- Mõlema mudeli koostamisel kasutatakse laialdaselt CRISPR-i geenide redigeerimise tehnoloogiat.
Mis vahe on tingimuslikul ja konstitutiivsel väljalöögil?
Tingimusliku knockouti korral inaktiveeritakse huvipakkuv geen teatud koetüübis või kindlal ajahetkel. Konstitutiivse knockouti korral on huvipakkuv geen kogu aeg püsiv alt inaktiveeritud. Niisiis, see on peamine erinevus tingimusliku ja konstitutiivse väljalöögi vahel. Tingimuslik nokaut on sihipärasem kui konstitutiivne nokaut. Veelgi enam, tingimuslik nokaut on ohutu ja rohkem tulemustele orienteeritud kui konstitutiivne nokaut.
Allpool infograafikat on tabeli kujul loetletud rohkem erinevusi tingimusliku ja konstitutiivse väljalöögi vahel.
Kokkuvõte – tingimuslik vs konstitutiivne nokaut
Knockout hiired on kasulikud in vivo geenifunktsiooni uurimiseks. Need annavad ülevaate geeni füsioloogilisest rollist inimestel. Seega on need geneetikute jaoks väärtuslikud vahendid geneetiliste haiguste raviks kasutatavate ravimeetodite väljatöötamiseks. Tingimuslikud ja konstitutiivsed knockout hiired on kaks mudelit. Tingimusliku knockouti korral inaktiveeritakse huvipakkuv geen teatud koetüübis või kindlal ajahetkel. Konstitutiivse knockouti korral inaktiveeritakse huvipakkuv geen püsiv alt igat tüüpi kudedes kogu aeg. Seega on see peamine erinevus tingimusliku ja konstitutiivse väljalöögi vahel. Tingimuslik nokaut on konstitutiivse väljalöögiga võrreldes sihipärasem, turvalisem, lihtsam ja rohkem tulemustele orienteeritud.
