Reverse Genetik

Die reverse Genetik ist eine Disziplin, in der die Vorgehensweise der klassischen Genetik umgekehrt wird. Dort wird versucht, durch die induzierte Veränderung von Merkmalen eines Organismus (Mutagenese) Aussagen über dessen genetisches Potenzial zu treffen.

In der reversen Genetik wird nicht von einem Phänomen ausgegangen und dann nach dem entsprechenden Gen geforscht, sondern es wird mittels gezielter Mutagenese ein Genabschnitt an vorbestimmter Stelle verändert. Daraufhin wird untersucht, wie sich dies auf die Funktion einer Zelle oder eines Organismus auswirkt. Aus den Veränderungen wird dann auf die Funktion des Gens zurückgeschlossen. Die reverse Genetik und ihre assoziierten Techniken (Mutagenese, Gentransfer, Transfektion) sind unerlässliche Werkzeuge der modernen molekularen Genetik.

Physcomitrella patens Wildtyp (A) und daraus hergestellte Knockout-Moose (B-D). Abweichende Phänotypen in Knockout-Mutanten. Physcomitrella Wildtyp und transformierte Pflanzen wurden auf Minimalmedium (Knop Medium) angezogen, um Differenzierung und Gametophoren zu induzieren. Je Pflanze ist eine Übersicht (obere Reihe, Größenbalken: 1 mm) und eine Nahaufnahme (untere Reihe, Größenbalken: 0,5 mm) gezeigt. A, Haploide Wildtyp Moos-Pflanze, die komplett mit Gametophoren bedeckt ist sowie eine Nahaufnahme eines Blättchens. B-D, Verschiedene Mutanten.[1]

Eine der effizientesten Methoden der gezielten Mutagenese von Genen ist deren Ausschalten mittels Homologer Rekombination, dem sogenannten Gene-Targeting. Diese Technik ist sehr etabliert bei Hefe. Sie wurde bei Pflanzen erstmals durch Ralf Reski und seine Mitarbeiter am Laubmoos Physcomitrella angewendet.[2] Alternativ hierzu wurde 10 Jahre später die Technologie der künstlichen microRNAs entwickelt.[3]

Einzelnachweise

  1. ↑ Egener et al. BMC Plant Biology 2002 2:6 doi:10.1186/1471-2229-2-6.
  2. ↑ Ralf Reski (1998): Physcomitrella and Arabidopsis: the David and Goliath of reverse genetics. In: Trends in Plant Science. 3, 209–210. doi:10.1016/S1360-1385(98)01257-6Archivierte Kopie (Memento vom 14. Januar 2006 im Internet Archive)
  3. ↑ Basel Khraiwesh, Stefan Ossowski, Detlef Weigel, Ralf Reski, Wolfgang Frank (2008): Specific gene silencing by artificial microRNAs in Physcomitrella patens: An alternative to targeted gene knockouts. In: Plant Physiology. 148, 684–693. doi:10.1104/pp.108.128025 PDF

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Physcomitrella knockout mutants.JPG
Autor/Urheber: Ralf_Reski, Lizenz: CC BY 1.0
Deviating phenotypes induced in gene-disruption library transformants. Physcomitrella wild-type and transformed plants were grown on minimal Knop medium to induce differentiation and development of gametophores. For each plant, an overview (upper row, scale bar corresponds to 1 mm) and a close-up (bottom row, scale bar equals 0.5 mm) is shown. A, Haploid wild-type moss plant completely covered with leafy gametophores and close-up of wild-type leaf. B–E, Different mutants.