Genler ve Geliştirme'de yayınlandığı üzere, Virginia Üniversitesi'nden araştırmacılar, yeni ve güçlü bir transgenik fare model sistemi geliştirdiler. Bu sistem, bilim adamlarının fareye yabancı bir gen sokmasına ve basit bir diyet değişikliği yoluyla bu geni istediği zaman açıp kapatmasına olanak tanır. Makale, bu çalışmanın arkasındaki dikkatli genetik manipülasyonu ve göz alıcı sonuçları detaylandırıyor – içme suyuna özel bir katkı maddesi eklendiğinde renk değiştiren ve takviye çıkarıldıktan sonra orijinal rengine geri dönen fareler!
Dr. Scrable ve meslektaşları, farede indüklenebilir bir gen düzenleyici sistem olarak kullanılmak üzere bakteriyel lac operonunu genetik olarak tasarladılar. Faredeki lac düzenleyici sistem, belirli gen ekspresyonunun sıkı, geri dönüşümlü kontrolünü sağlar - insan hastalıklarını ve gelişimini modelleyenlerin büyük ilgisini çekecek bir araç.
E. coli'deki lac operon, ürünleri bakteri hücresinin laktozu metabolize etmesini sağlayan bir dizi düzenleyici eleman ve yapısal genden oluşur. Laktoz yokluğunda, lak represör proteini lac operatörüne bağlı olduğundan, lak yapısal genleri kopyalanmaz, böylece RNA polimerazın transkripsiyonu başlatmasını önler. Laktoz analog IPTG mevcut olduğunda, lac represör proteini IPTG'ye bağlanır ve lac operatörü için afinitesini az altan ve transkripsiyonun gerçekleşmesine izin veren bir konformasyonel değişikliğe uğrar. Dr. Scrable ve meslektaşları son dört yılını bu bakteriyel operon'u farede bir gen düzenleyici sistem olarak kullanmak üzere uyarlayarak geçirdiler.
Dr. Scrable ve meslektaşları, lac represör proteinin DNA dizisini ve gen yapısını, farede her yerde eksprese edilecek şekilde manipüle ettiler. Dr. Scrable ve meslektaşları, bir raportör gen olan tirozinazın promotörü içindeki lac operatör dizilerini stratejik olarak entegre ederek, yalnızca IPTG varlığında tirozinaz eksprese eden bir fare suşu üretti. Tirozinaz, kaplama rengi için gerekli bir enzimi kodladığından, deneyleri şaşırtıcı sonuçlar verdi.
Dr. Scrable ve meslektaşları, IPTG'nin yokluğunda tirozinazın bastırıldığını ve farelerin tamamen beyaz albinolar olarak gelişmesine neden olduğunu gösterdi. IPTG içme suyuna eklendiğinde tirozinaz aktive olur ve kaplama rengi kahverengiye döner. Bununla birlikte, IPTG tükendiğinde, tirozinaz tekrar kapatılır ve albino fenotipi geri döner. İlginç bir şekilde, bu etkiler hem yetişkin farelerde hem de annenin içme suyu yoluyla IPTG'ye maruz kalan embriyolarda ortaya çıkıyor.
IPTG uyarılabilir sistem Dr. Scrable ve meslektaşları, memeli model sistemlerinde belirgin bir ilerlemeyi temsil ediyor. Sistemin tüm özellikleri tam olarak gerçekleştirilmeden önce daha fazla analiz yapılması gerekmesine rağmen, bu alanda uzman olan Dr. Alea Mills, bu sistemin "optimum uyarılabilir bir sistem için kriterleri karşılıyor gibi göründüğünü" belirtti. Fare, insan hastalıklarını ve gelişimini modellemek için en yaygın kullanılan deneysel sistem olduğundan, bu devrim niteliğindeki yeni sistem, bilim adamlarının deneysel olarak ele alabilecekleri biyolojik soruların yelpazesini büyük ölçüde genişletecektir.
