הנדסה מטבולית בבעלי חיים

Question 1

מהם שתי השיטות לknock in (התמרה של גן אחד באחר) בבעלי חיים?

Answer 1

1. הזרקה של דנ”א לביצית מופרית (microinjection) - הבעיה היא שהכניסה של הדנ”א לגנום היא רנדומלית, ברקומבינציה לא הומולוגית. מערכת זו אינה יעילה כל כך מכיוון שמתחילים עם הזרקה בכמות עצומה של ביציות ובסוף כמות האורגניזמים עם התכונות הרצויות היא מעטה מאוד, ברמה של אחדות
2. שימוש בתאי גזע ES cells - תאים אלה יכולים להתמיין לכל מיני סוגים של תאים ואנחנו יכולים לשלוט בהתמיינות שלהם ולגדל אותם על צלחת כמו מ”א

Question 2

מה ניתן לייצר מתאים

1. טוטיפוטנטיים
2. פלוריפוטנטיים
3. מולטיפוטנטיים

Answer 2

1. מתאים טוטיפוטנטיים ניתן לייצר תאים מכל הרקמות, גם של העובר וגם של השלייה
2. מתאים פלוריפוטנטיים ניתן לייצר רק תאים של העובר
3. מתאים מולטיפוטנטיים ניתן לייצר תאי גזע שיכולים להתמיין לכיוון אחד, למשל תאי דם מסויימים.

Question 3

איך מקבלים חיות טרנסגניות מתאי גזע?

Answer 3

בתאי גזע, אחרי שווידאנו שיצרנו בתאים את השינוי הגנטי הרצוי, אפשר להכניס אותם לבלסטולה (עובר בן 3 ימים), התאים עוברים אינטגרציה לתוך העובר. חלק (לא גדול) מהתאים מכילים טרנסגנים וחלק מהם מכילים את הגנים המקוריים. אנחנו מחפשים את אלה שבהם השינוי הגנטי הוא בתאי המין, ואז מכליאים אותם כדי לקבל חיות שהן ב100% טרנסגניות.

Question 4

מהו נוקאאוט מושרה?

Answer 4

הרבה פעמים אם עושים נוקאאוט לגן חיוני – החיה תמות. מה שאפשר לעשות זה נוקאאוט מושרה (induced-knockout) – רק כשהתנאי של הנוקאאוט יתקיים הוא יתבטא. התנאי יכול להיות צריכה של חומר מסויים במזון, או אירוע ברקמה נניח.

Question 5

באיזה שיטות משתמשים כיום להנדסה מטבולית בבע”ח

Answer 5

קריספר: מעין ספרייה של קטעי דנ”א נגיפי, שנחתכו מהפולש ושובצו בתוך ה-DNA של החיידק עצמו. בסמוך לאזור הקריספר בחיידק, נמצאים גנים לקידוד הנוקלאז Cas9 ונוקלאזים אחרים, הם מסוגלים להיצמד לקטע ה-דנ”א המדויק בפולש ולחתוך אותו, וכך לשבש את פעולתו

תאי גזע: בעלי פוטנציאל התמיינות רב וניתן לגדל אותם כמו מ”א בתרבית. לא פשוט למצוא תנאים שבהם תאי הגזע ישמרו על התכונות שלהם- נוטים למות בתרבית או להתמיין.
בעכברים ובבני אדם מצאו שטיפול עם פקטור LIF שומר על הפלוריפוטנטיות שלהם.
שימוש נוסף בתאי גזע הוא ניסיון לייצר בשר מתרביות רקמה.