Transgene forsøgsdyr
I 2007 blev Nobelprisen i medicin og fysiologi givet til tre forskere, der i løbet af 1980erne havde udviklet teknikker til at indsætte specifikke gener i mus, således at de blev transgene.
Forskerne Mario Capecchi, Martin Evans og Oliver Smithies udviklede den såkaldte embryonale stamcelle (ES)-teknik, hvor man fra et tidligt stadium af et musefoster (blastocyst) udtager en stamcelle, som man opformerer in vitro og genetisk manipulerer, før man sætter den tilbage i en blastocyst. Fostret består herefter af både transgene og ikke-transgene celler og kaldes derfor for en kimære.
Efterfølgende bliver blastocysten overført til en mus, der fungerer som rugemor. Hvis ellers den modificerede stamcelle kommer til at give ophav til kimærens kønsceller, vil den næste generation af mus bestå af celler, der alle indeholder det indsatte gen. Dermed har man en transgen mus, som man kan avle videre på eller anvende i til forskning. De tre forskere fik nobelprisen, fordi deres opdagelse har fået stor betydning for både den medicinske og den fysiologiske forskning. I Danmark blev der i 2013 (det seneste officielle tal) brugt 26.782 transgene mus, mens der ti år forud (2003) kun blev brugt 8.677 transgene mus.
Knockin og knockout
ES-teknikken er egentlig kun en blandt flere teknikker til at skabe transgene mus, men den har vist sig at være meget praktisk anvendelig. ES-teknikken gør det nemlig muligt specifikt at udskifte musens egne gener med andre gener, som man ønsker at studere.
Det kan både være relevant at studere, hvad der sker, hvis musen mangler et gen (knockout) og hvad der sker, hvis musen får et nyt gen (knockin).
Ved knockout erstatter man musens eget fungerende gen med et virkningsløst gen. På den måde har man efterhånden - et-for-et - undersøgt hovedparten af musens cirka 20.000 gener. Dette arbejde er en naturlig opfølgning på genkortlægningen af musens samlede genom, som fandt sted tilbage i 2002. Ved at udskifte musens gener med funktionsløse gener har man fundet ud af, hvad hvert eneste gen bruges til. Man kan således undersøge om knockout-musene har defekter sammenlignet med normale mus. Knockout-mus har således givet stor indblik i vores fysiologi.
Undertiden har knockout-mus også kunnet bruges direkte som dyremodeller for menneskets sygdomme. Det er eksempelvis lykkedes at skabe musemodeller for menneskets blødersygdomme (hæmofili A og B) ved at knockoute de gener, der koder for blodets koagulationsfaktorer (henholdsvis Faktor VIII og IX ). Knockin af gener bruges overvejende til at skabe dyremodeller for menneskets sygdomme.
Her erstatter man et eller flere af musens normale gener med de(t) tilsvarende menneske-gen(er), som man har hentet fra en patient med en arvelig form af sygdommen. Eksempelvis har man lavet en musemodel for Alzheimers sygdom ved at indsætte det såkaldte svenske APP-gen, som indeholder en dobbeltmutation. Hos den svenske familie, hvorfra genet er isoleret, udvikler familiemedlemmerne Alzheimers sygdom i en meget ung alder. Når man så indsætter genet i musene udvikler de ligeledes en sygdomstilstand, der på mange punkter ligner Alzheimers sygdom. Normale mus udvikler derimod aldrig Alzheimers sygdom af sig selv.
Kloning nødvendig i andre dyrearter
ES-teknikken har således haft stor betydning for brugen af mus i den fysiologiske og medicinske forskning. Men det har vist sig, at man ikke kan bruge teknikken i andre dyrearter end mus. Det har dog vist sig, at man kan skabe transgene dyr ved hjælp af kloning – en teknik der allerede nu kan benyttes i mange forskellige dyrearter. Ved kloning udtager man en kropscelle fra det dyr, som man vil klone.
Cellekernen fra denne kropscelle sættes indsættes i en befrugtet ægcelle, som på forhånd har fået fjernet sin egen cellekerne. Det er muligt at manipulere med cellens gener, således at der skabes enten knockout eller knockin ligesom med ES-metoden i mus. På forskningscenter Foulum ved Aarhus Universitet og flere andre steder i verden har man således etableret grisemodeller for menneskets sygdomme ved knockin-teknikken. Blandt andet er der udviklet en grisemodel for åreforkalkning. I 2013 blev der brugt 34 transgene grise foruden 326 transgene rotter og 300 transgene fisk.
Læs mere
Olsen AK: Teknikker til at genmodificerede mus gav Nobelpris. Dansk Veterinærtidsskrift 2008, 4, 10-12.
Denne artikel er oprindeligt publiceret som et blogindlæg.
