GermanWikipedia - /page/entry.mu

Micron Document

<!DOCTYPE html>

<title>Knockout-Moos</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Knockout-Moos</span></h1>

</header>

</div>

<p>Ein <b>Knockout-Moos</b> (<span style="font-style:normal;font-weight:normal"><a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a></span> <span lang="en-Latn" style="font-style:italic">knockout</span> „außer Gefecht setzen“) ist eine <a href="Moose" title="Moose">Moospflanze</a>, bei der mit einer zielgerichteten genetischen Veränderung, dem sogenannten <a href="Gene-Targeting" title="Gene-Targeting">Gene-Targeting</a>, spezifisch ein oder mehrere <a href="Gen" title="Gen">Gene</a> ausgeschaltet wurden (<a href="Gen-Knockout" title="Gen-Knockout">Gen-Knockout</a>). Durch den Verlust eines spezifischen Gens verliert das Knockout-Moos die durch dieses Gen kodierte Eigenschaft. Durch den Verlust kann man nun auf die Funktion des ausgeschalteten Gens schließen. Diese wissenschaftliche Vorgehensweise nennt man <a href="Reverse_Genetik" title="Reverse Genetik">reverse Genetik</a>, da der Forscher ausgehend von einem Gen dessen Funktion aufklären will. In der klassischen <a href="Genetik" title="Genetik">Genetik</a> hingegen geht der Forscher von einem <a href="Ph%C3%A4notyp" title="Phänotyp">Phänotyp</a> aus und sucht das mutierte Gen. Knockout-Moose haben eine Bedeutung in der biologischen <a href="Grundlagenforschung" title="Grundlagenforschung">Grundlagenforschung</a> und in der <a href="Biotechnik" class="mw-redirect" title="Biotechnik">Biotechnik</a>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Wissenschaftlicher_Hintergrund">Wissenschaftlicher Hintergrund</h2></div>

<p>Die gezielte Veränderung bzw. das gezielte Ausschalten von Genen beruht auf der Integration eines kurzen <a href="DNA" class="mw-redirect" title="DNA">DNS</a>-Stranges an einer genau bestimmbaren Position im <a href="Genom" title="Genom">Genom</a> der Wirtszelle. Hierzu muss das DNS-Stück so konstruiert worden sein, dass es an seinen beiden Enden identisch mit dem <a href="Genlocus" title="Genlocus">Genlocus</a> ist. Dann wird diese DNS sehr effizient über <a href="Homologe_Rekombination" class="mw-redirect" title="Homologe Rekombination">Homologe Rekombination</a> an diesem Genort integriert. Nach diesem Prinzip werden auch <a href="Knockout-Maus" title="Knockout-Maus">Knockout-Mäuse</a> hergestellt.

Bisher ist diese Methode der gezielten Genveränderung, die in der Fachsprache Gene-Targeting (englisch <i>gene targeting</i>) heißt, bei <a href="Pflanzen" class="mw-redirect" title="Pflanzen">Pflanzen</a> nur bei dem <a href="Laubmoos" class="mw-redirect" title="Laubmoos">Laubmoos</a> <i><a href="Physcomitrella_patens" class="mw-redirect" title="Physcomitrella patens">Physcomitrella patens</a></i> etabliert, da hier die Effizienz der Homologen Rekombination um mehrere Größenordnungen höher als in <a href="Samenpflanzen" title="Samenpflanzen">Samenpflanzen</a> ist.<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Methode">Methode</h2></div>

<p>Um Gene gezielt in Moosen zu verändern, wird das DNS-Konstrukt mit <a href="Protoplast" title="Protoplast">Protoplasten</a> und mit <a href="Polyethylenglykol" class="mw-redirect" title="Polyethylenglykol">Polyethylenglykol</a> inkubiert. Da Moose <a href="Haploidie" title="Haploidie">haploide Organismen</a> sind, können regenerierende Moosfilamente (<a href="Protonema" title="Protonema">Protonemen</a>) direkt auf Gene-Targeting überprüft werden, so zum Beispiel innerhalb von nur 6 Wochen mithilfe von <a href="Polymerase-Kettenreaktion" title="Polymerase-Kettenreaktion">PCR</a>-Methoden.<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Beispiele">Beispiele</h2></div>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Plastidenteilung">Plastidenteilung</h3></div>

<p>Die erste wissenschaftliche Veröffentlichung zur Funktionsaufklärung eines bisher unbekannten Gens mithilfe eines Knockout-Mooses wurde 1998 von <a href="Ralf_Reski" title="Ralf Reski">Ralf Reski</a> und Mitarbeitern vorgelegt. Durch einen Knockout des <a href="FtsZ" class="mw-redirect" title="FtsZ">ftsZ</a>-Gens gelang ihnen die erste funktionelle Identifizierung eines für die Teilung von <a href="Organell" title="Organell">Organellen</a> in <a href="Eukaryoten" title="Eukaryoten">Eukaryoten</a> wichtigen Proteins.<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Proteinmodifikationen">Proteinmodifikationen</h3></div>

<p>Durch Knockout mehrerer Gene wurden <i>Physcomitrella</i>-Pflanzen hergestellt, denen die pflanzenspezifische <a href="Glykosylierung" title="Glykosylierung">Glykosylierung</a> von Proteinen, eine bedeutende post-transkriptionelle Modifikation, fehlt. Diese Knockout-Moose werden zur Herstellung komplexer <a href="Biopharmazeutikum" class="mw-redirect" title="Biopharmazeutikum">Biopharmazeutika</a> (<a href="Molecular_Pharming" class="mw-redirect" title="Molecular Pharming">Molecular Pharming</a>) in <a href="Moosbioreaktor" title="Moosbioreaktor">Moosbioreaktoren</a> eingesetzt.<sup id="cite_ref-5" class="reference"><a href="#cite_note-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Mutantenkollektion">Mutantenkollektion</h3></div>

<p>In Kooperation mit der Firma <a href="BASF" title="BASF">BASF</a> haben <a href="Ralf_Reski" title="Ralf Reski">Ralf Reski</a> und Mitarbeiter eine Mutantenkollektion von Knockout-Moosen erstellt, die der Genidentifizierung dient.<sup id="cite_ref-6" class="reference"><a href="#cite_note-6"><span class="cite-bracket">[</span>6<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-7" class="reference"><a href="#cite_note-7"><span class="cite-bracket">[</span>7<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">Egener et al. (2002): High frequency of phenotypic deviations in Physcomitrella patens plants transformed with a gene-disruption library. BMC Plant Biology 2, 6. <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1186/1471-2229-2-6">10.1186/1471-2229-2-6</a></span></span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text"><a href="Ralf_Reski" title="Ralf Reski">Ralf Reski</a> (1998): <a href="Physcomitrella_patens" class="mw-redirect" title="Physcomitrella patens">Physcomitrella</a> and <a href="Arabidopsis" class="mw-redirect" title="Arabidopsis">Arabidopsis</a>: the David and Goliath of reverse genetics. In: Trends in Plant Science. 3:209-210. <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1016/S1360-1385%2898%2901257-6">10.1016/S1360-1385(98)01257-6</a></span></span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text">A. Hohe, T. Egener, J. M. Lucht, H. Holtorf, C. Reinhard, G. Schween, R. Reski: <i>An improved and highly standardised transformation procedure allows efficient production of single and multiple targeted gene-knockouts in a moss, Physcomitrella patens.</i> In: <i>Current genetics.</i> Band 44, Nummer 6, Januar 2004, S. 339–347, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1007/s00294-003-0458-4">10.1007/s00294-003-0458-4</a></span>, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14586556?dopt=Abstract">PMID 14586556</a>.</span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text">R. Strepp, S. Scholz, S. Kruse, V. Speth, R. Reski: <i>Plant nuclear gene knockout reveals a role in plastid division for the homolog of the bacterial cell division protein FtsZ, an ancestral tubulin.</i> In: <i><a href="Proceedings_of_the_National_Academy_of_Sciences" class="mw-redirect" title="Proceedings of the National Academy of Sciences">Proceedings of the National Academy of Sciences</a>.</i> Band 95, Nummer 8, April 1998, S. 4368–4373, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9539743?dopt=Abstract">PMID 9539743</a>, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC22495/">PMC 22495</a> (freier Volltext).</span>

</li>

<li id="cite_note-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-5">↑</a></span> <span class="reference-text">A. Koprivova, C. Stemmer, F. Altmann, A. Hoffmann, S. Kopriva, G. Gorr, R. Reski, E. L. Decker: <i>Targeted knockouts of Physcomitrella lacking plant-specific immunogenic N-glycans.</i> In: <i>Plant biotechnology journal.</i> Band 2, Nummer 6, November 2004, S. 517–523, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1111/j.1467-7652.2004.00100.x">10.1111/j.1467-7652.2004.00100.x</a></span>, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17147624?dopt=Abstract">PMID 17147624</a>.</span>

</li>

<li id="cite_note-6"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-6">↑</a></span> <span class="reference-text">Tanja Egener, José Granado u. a.: <i>High frequency of phenotypic deviations in Physcomitrella patens plants transformed with a gene-disruption library.</i> In: <i>BMC Plant Biology.</i> 2, S. 6, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1186/1471-2229-2-6">10.1186/1471-2229-2-6</a></span>.</span>

</li>

<li id="cite_note-7"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-7">↑</a></span> <span class="reference-text"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.seedquest.com/News/releases/europe/Basf/N1462.htm">Pflanzenbiotechnologie: BASF und Uni Freiburg arbeiten zusammen</a></span>

</li>

</ol>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li>Wolfgang Frank und Ralf Reski (2007): <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.biospektrum.de/blatt/d_bs_pdf&_id=932114">Hochdurchsatzanalysen im Laubmoos Physcomitrella patens</a>. Biospektrum Sonderheft zur Biotechnica, 38–39.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Siehe_auch">Siehe auch</h2></div>

<ul><li><a href="Gene-Targeting" title="Gene-Targeting">Gene-Targeting</a></li>

<li><a href="Knockout-Maus" title="Knockout-Maus">Knockout-Maus</a></li>

<li><i><a href="Physcomitrella_patens" class="mw-redirect" title="Physcomitrella patens">Physcomitrella patens</a></i></li></ul></div><div><div class="zim-footer">

Dieser Artikel wurde von <a class="external text" title="Zuletzt bearbeitet am 2021-12-11" href="https://de.wikipedia.org/wiki/?title=Knockout-Moos&oldid=218102940">Wikipedia</a> herausgegeben. Der Text ist unter <a class="external text" href="https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de">Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0</a> verfügbar, sofern nicht anders angegeben. Für die Mediendateien können zusätzliche Bedingungen gelten.

</div>

</div></div>

</div>

</main>

</div>

</body></html>