Det vanliga tillvägagångssättet för att studera geners funktion är att sätta in eller inaktivera genen i en cell eller en individ och observera förändringar i cellens biologiska beteende eller individuella fenotyper för att identifiera dess funktion.

Därmed kan studiet av genens funktion genomföras enligt följande två typer av strategier:

• Förlust av funktion

• Förlust av funktion

Förlust av funktion

Genknockout är en av de mest frekvent använda metoderna för att studera förlust av funktion hos möss. Genknockout avser upptäckten av biologiska funktioner hos målgener genom att studera organismer som bär på inaktiverade (utslagna) målgener. Denna teknik kräver att ändringar görs i delsekvenser av målgenerna, vilket inaktiverar funktionerna hos de specifika generna och därmed inaktiverar en del av eller hela målgenens funktion. Genknockout kan vidare delas in i konventionell genknockout och villkorlig genknockout.

Konventionell genknockout

• Konventionell knockout (förkortning: KO) avser knockout av vissa vitala exoner, funktionella domäner av målgenen, eller till och med alla exoner, i alla musceller, vilket resulterar i förlust av målgenens uttryck.

• KO-möss bär de manipulerade målgensekvenserna i alla vävnader och celler. Målgener uttrycks inte i homozygota möss

• KO-möss används i allmänhet för att studera effekterna av målgener eller proteinfunktioner på fysiologi eller patologi.

Conditional Gene knockout

• Conditional Knockout (förkortning: CKO) är den tids- och rumsspecifika konstruktionen av musens genom genom genom att begränsa gentekniken till vissa specifika typer av celler i musen eller till ett specifikt utvecklingsstadium

• Gen targeting används i CKO-möss för att flankera en eller flera viktiga exoner i målgenen med loxP-platser. Uttrycket av målgenen var normalt före korsning med den Cre-rekombinas-uttryckande stammen. Vid parning med Cre-rekombinas-uttryckande transgena möss kan målgenen slås ut i en specifik vävnad eller celltyp, och dess uttryck förblir normalt i andra vävnader eller celltyper.

• CKO-möss används i allmänhet för att studera gener som orsakar embryonal dödlighet, funktioner hos målgener eller proteiner i en viss vävnad eller celltyp, eller målgenernas eller proteinernas roll vid en viss period eller ett visst stadium.

Fall: Tillämpning av Drd2 KO- och Drd2 CKO-musmodeller i forskning om immunsvar i hjärnan

Förbättring av funktion

Studien av genens funktion genom att observera förändringar i biologiska egenskaper hos cellen eller individen, där målgenen hade införts för att generera nya eller högre nivåer av uttryck.

Random transgen

Random insertion transgenesis är den slumpmässiga integreringen av en exogen gen i musens genom för att generera musmodeller med överuttryck av målgenen. Den används för att studera effekterna av överuttryck av målgenen på fysiologi och patologi.

Targeted gene overexpression

Den exogena DNA-sekvensen uttrycks stabilt i möss efter att ha slagits in i musens Gt (ROSA) 26Sor även känd som Rosa26-genlokus. Uttryck av den exogena genen kan också vara vävnadsspecifik eller läkemedelsinducerad.

• Användbart för överuttrycksexperiment om gen- och proteinfunktion

• Kan användas för räddningsexperiment för KO-fenotyper

Gen knock-in

Knock-in (förkortning: KI) avser införandet av specifika mutationer eller exogena DNA-sekvenser på platsen för målgenen.

(1) Införande av en basmutation i målgenen för att efterlikna en mänsklig genetisk sjukdomsmodell.

(2) Införande av en reportergen, t.ex. EGFP, RFP, mCherry, YFP, LacZ och Luciferase, i den murina endogena genen för att observera målgenens uttrycksmönster.