Nobelpriset i medicin belönar år 2007 skapandet av de tekniker, som idag används för att slå ut olika gener i möss och därmed få fram så kallade "knock out"-möss.

När forskare under de senaste 15 åren försökt förstå vilken funktion olika proteiner och gener haft, har en viktig startegi varit att skapa en mus, som saknar genen ifråga. Genom att se vad som blir fel i den musen, kan forskare ofta få viktiga ledtrådar till proteinets funktion och roll. Många tusen olika sådana möss har hittills skapats. Alla med hjälp av de tekniker som 2007 års pristagare utvecklat.

Genmodifiera med embryonala stamceller
Martin J. Evans utvecklade under tidigt 1980-talet metoder för hur man kan plocka fram och odla embryonala stamceller från några dagar gamla musembryon. Därmed blev det mycklet lättare än tidigare att göra genmodifierade möss:

Tidigare hade man varit tvungen att spruta in den nya genen i nybefruktade ägg, och eftersom man bara lyckades en gång av fyra så krävdes det många provrörsbefruktningar för att lyckas få fram de genmodifierade möss forskarna önskade.

Evans visade att man kunde föra in den önskade nya genen i embryonala musstamceller, plocka ut de celler där genen integrerats, låta cellerna dela sig och därefter spruta in dem i ett musembryo. Om detta embryo planterades in och fick utvecklas till en musunge blev resultatet en så kallad chimär, en mus som var en blandning av celler från det ursprungliga
 embryot och från de genmodifierade embryonala stamcellerna. 

En del av de könsceller som dessa chimärer producerade var därmed genmodifierade.  När en sådan cell deltog i en befruktning blev naturligtvis resultatet i nästa generation en helt genmodifierad mus. Tack vare Evans insatser blev det med andra ord mycket lättare för forskare att producera genmodifierade möss.

Ta bort istället för sätta in
Teknikerna för att slå ut istället för att lägga till gener i mössen utvecklades oberoende av varandra av av Mario R. Capecchi och Oliver Smithies.
 
Grundprincipen är att man isolerar den gen som ska tas bort, och dess närmaste omgivningar och stoppar, mitt i genen, in ett antal s.k. stoppkodoner (eller några andra sekvenser som gör att inget korrekt protein bildas). Därefter tillverkar man stora mängder av denna DNA-molekyl och för in den i de celler, där man vill slå ut genen.

Man hoppas då att en mycket sällsynt process, som heter homolog rekombination, ska inträffa. Det innebär att avsnitten före och efter genen på en av de insprutade trasiga genkopiorna kommer att lägga sig alldeles invid sin motsvarigheter på cellens normala kromosomer. Enzymer i cellen börjar då klippa och klistra, så att den trasiga och normala genkopian byter plats. Den trasiga genkopian hamnar därmed på cellens ena kromosom.

Genom att göra detta med de embryonala stamceller Evans upptäckt kunde man inte bara stoppa in en ny gen i en mus, utan även slå ut gener som redan fanns.

De embryonala stamcellerna förlorade visserligen genen på bara sin ena kromosom, men när man väl lyckats få fram en mus från dessa stamceller, har det inte varit några problem att korsa mössen med varandra och få fram möss som saknar genen på bägge kromosomerna.

Henrik Brändén
Oktober 2007
Källa: Pressrelease från Nobelstiftelsen