Der Hauptunterschied zwischen bedingtem und konstitutivem Knockout besteht darin, dass bedingtes Knockout die Deletion eines interessierenden Gens aus einem bestimmten Gewebe oder Organ ist, während konstitutives Knockout die dauerhafte Deletion eines interessierenden Gens aus dem Tier ist.
Maus ist ein gutes Analogon für die meisten menschlichen biologischen Prozesse, da sie etwa 99% ähnliche Gene teilen. Knockout-Mäuse sind nützliche Versuchstiere und werden in der Forschung eingesetzt, um verschiedene Krebsarten und menschliche Krankheiten wie Fettleibigkeit, Herzkrankheiten, Diabetes, Arthritis, Drogenmissbrauch, Angstzustände, Alterung und Parkinson usw. zu untersuchen. Knockout-Mäuse sind genetisch veränderte Organismen, die ein interessierendes Gen funktionell inaktiviert haben. Der Knockout des Gens kann durch Austausch oder durch Einfügen eines künstlichen DNA-Stücks zur Inaktivierung erfolgen. Knockout-Mäuse liefern wertvolle Informationen über die Funktion von Genen. Es gibt zwei Knockout-Modelle als konstitutiv (konventionell) und bedingt. Im konstitutiven Modell wird das Zielgen im ganzen Tier für alle Zeiten dauerhaft inaktiviert. Im konditionalen Modell erfolgt die induzierbare Inaktivierung der Genexpression gewebespezifisch oder zeitlich.
Was ist Bedingter Knockout?
Bedingter Knockout ist ein Modell, bei dem ein interessierendes Gen nur aus einem bestimmten Gewebe oder Organ gelöscht wird. Dieses Modell beinh altet die rechtzeitige oder gewebespezifische Deletion eines Gens. Im Vergleich zum konstitutiven Knockout-Modell ist das bedingte Knockout-Modell weiter fortgeschritten. Es löscht ein Gen nur im Zielorgan oder -gewebe. Beispielsweise wird das bedingte Knockout-Modell verwendet, um eine Krankheit zu untersuchen, die die Leber (das Organ) betrifft. Hier eliminieren Wissenschaftler dieses bestimmte Gen aus der Leber. Bedingter Knockout eliminiert die Nebenwirkungen des konventionellen Knockouts.
Abbildung 01: Bedingter Knockout
Bedingter Knock-out erleichtert das Knock-out von Genen in einem bestimmten Entwicklungsstadium. Es ermöglicht uns auch zu untersuchen, wie sich der Knockout eines Gens in einem Gewebe auf dasselbe Gen in anderen Geweben auswirkt. Dieses Modell wird häufig verwendet, um menschliche Krankheiten bei anderen Säugetieren zu untersuchen. Ein bedingtes Knockout-Mausmodell kann mithilfe der CRISPR-Geneditierungstechnologie innerhalb von 6 bis 9 Monaten konstruiert werden.
Was ist konstitutiver Knockout?
Konstitutives Knockout-Modell (konventionelles oder Ganzkörper-Knockout) ist das Modell, bei dem ein Zielgen im ganzen Tier (in jeder Zelle des Organismus) dauerhaft inaktiviert wird. Im Allgemeinen dauert es vier bis sechs Monate, um ein konstitutives Knockout-Mausmodell mit der CRISPR-Geneditierungstechnologie zu konstruieren. Die Zeit variiert jedoch je nach Technologie, die zum Erstellen des Modells verwendet wurde.
Abbildung 02: Knockout-Maus
Im Vergleich zum bedingten Knockout-Modell ist das konstitutive Knockout das ursprünglich entwickelte Modell, das Nebenwirkungen hat. Das interessierende Gen wird aus allen Entwicklungsstadien deletiert. Daher findet die Genexpression nicht während der gesamten Lebensdauer des Tieres statt. Im Vergleich zum konstitutiven Knockout ist der bedingte Knockout sicher, einfacher und ergebnisorientierter.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen bedingtem und konstitutivem Knockout?
- Bedingter und konstitutiver Knockout sind zwei Knockout-Genmodelle.
- In beiden Modellen wird ein interessierendes Gen eliminiert.
- Bei der Konstruktion beider Modelle wird die CRISPR-Geneditierungstechnologie weithin verwendet.
Was ist der Unterschied zwischen bedingtem und konstitutivem Knockout?
Beim bedingten Knockout wird das interessierende Gen in einem bestimmten Gewebetyp oder zu einem bestimmten Zeitpunkt inaktiviert. Beim konstitutiven Knockout wird das interessierende Gen dauerhaft für alle Zeiten inaktiviert. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen bedingtem und konstitutivem Knockout. Bedingter Knockout ist gezielter als konstitutiver Knockout. Darüber hinaus ist der bedingte Knockout sicherer und ergebnisorientierter als der konstitutive Knockout.
Die folgende Infografik listet weitere Unterschiede zwischen bedingtem und konstitutivem Knockout in tabellarischer Form auf.
Zusammenfassung – Bedingter vs. konstitutiver Knockout
Knockout-Mäuse sind nützlich, um die Genfunktion in vivo zu untersuchen. Sie geben Einblick in die physiologische Rolle eines Gens beim Menschen. Daher sind sie ein wertvolles Werkzeug für Genetiker, um Therapien zur Behandlung genetischer Krankheiten zu entwickeln. Bedingte und konstitutive Knockout-Mäuse sind zwei Modelle. Beim bedingten Knockout wird ein interessierendes Gen in einem bestimmten Gewebetyp oder zu einem bestimmten Zeitpunkt inaktiviert. Beim konstitutiven Knockout wird ein interessierendes Gen dauerhaft in allen Gewebearten dauerhaft inaktiviert. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen bedingtem und konstitutivem Knockout. Bedingter Knockout ist zielgerichteter, sicherer, einfacher und ergebnisorientierter als konstitutiver Knockout.
