Il topo knock-out visto dalla Treccani nel 2008

IL TOPO KNOCK-OUT VISTO DALLA TRECCANI NEL 2008

Animale a cui è stato eliminato uno o più geni specifici: gli animali knock-out, e in particolare i topi, rappresentano ormai un paradigma sperimentale assai utile per definire la funzione di un determinato gene nell’ambito di uno specifico processo fisiologico o patologico di interesse.
L’animale knock-out, inoltre, rappresenta attualmente il sistema di elezione per la creazione di modelli sperimentali di patologia umana da difetto monogenico. La creazione di questo tipo di animale è relativamente semplice sul piano concettuale, ma complessa dal punto di vista tecnologico. 

Una tecnica genetica

Animali knock-out. (Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore)

In una coltura di cellule staminali embrionali si inattiva un gene con tecniche molecolari. Le cellule così ottenute vengono iniettate in una blastocisti che viene reimpiantata nell’utero di una femmina pseudogravida, la quale darà vita a una progenie chimerica. In questa progenie si verifica l’esistenza, nell’ambito delle cellule germinali, di cellule che abbiano uno dei due alleli del gene di interesse inattivato.

Una volta prodotti due animali eterozigoti, si fanno accoppiare, così da avere una nuova generazione con omozigoti per il difetto cercato.
Questa procedura è stata messa a punto dal biologo (italo)-statunitense Mario Capecchi (premio Nobel nel 2007) nei primi anni Novanta del XX sec.

La procedura Capecchi

Mario Capecchi

Purtroppo tale procedura presenta problemi di vario tipo, soprattutto legati al ruolo del gene bersaglio: se tale gene è molto importante potrebbe essere letale per i feti, e non dare origine ad alcuna progenie; se invece è ridondante, non si noterà alcun effetto fenotipico. Anche nel caso di un gene ridondante, l’approccio dei topi knock-out potrà comunque essere utile al fine di sviluppare conoscenze più approfondite sulla funzione del gene stesso in un contesto organismico.
Al di là di questi limiti intrinseci della metodologia, l’approccio sperimentale dei topi knock-out ha permesso di stabilire la funzione a livello organismico di una serie di geni clonati la cui attività fisiologica sarebbe altrimenti ancora ignota.


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