Исследование механизмов экспрессии генов

Как уже упоминалось выше, цис- действующие регуляторные последовательности нуклеотидов обеспечивают тканеспецифический характер экспрессии трансгенов. Этим свойством воспользовались для определения точной локализации таких регуляторных элементов генов. Например, с использованием делеционного картирования был идентифицирован энхансерный элемент гена эластазы-1 крыс. Полный ген эластазы-1 в составе фрагмента ДНК длиной в 7, 2 т.п.о. экспрессировался у трансгенных мышей, что указывало на наличие в данном фрагменте ДНК всех последовательностей нуклеотидов, необходимых для функционирования гена. Удаление с помощью делеций 5’-фланкирующих последовательностей нуклеотидов этого гена не влияло на тканеспецифический характер его экспрессии в ацинарных клетках поджелудочной железы мышей (место обычной активации гена) до тех пор, пока не затрагивалась последовательность длиной в 205 п.о., непосредственно прилегающая к 5’-концевой его части (рядом с точкой инициации транскрипции). Делеции, которые оставляли лишь 72 п.о. 5’-фланкирующей последовательности, полностью инактивировали ген, что указывало на расположение регуляторного элемента между нуклеотидами в положениях -205 и -72. Такая последовательность обладала всеми свойствами энхансера и сохраняла активность после перемещения за 3 т.п.о. перед сайтом ее нормальной локализации или встраивания в интрон. При этом для нее была характерна способность активировать гетерологичные промоторы.

Использование таких эффективных, хотя и трудоемких методов иногда является единственным путем идентификации тканеспецифических регуляторных элементов генов. Дело в том, что клетки в культуре тканей часто претерпевают дедифференцировку и утрачивают изначально присущий им тканеспецифический характер экспрессии своих генов, поэтому применение культур тканей вместо трансгенных животных для таких целей проблематично.

Экспрессия трансгенов обнаруживается по появлению соответствующего им белкового продукта или транскрипта, а также по специфическим физиологическим реакциям организмов-реципиентов. Это позволяет использовать трансгеноз для изучения путей и механизмов дифференцировки соматических клеток в биологии развития, а также для изменения физиологической и физической конституции сельскохозяйственных животных, моделирования многих наследственных заболеваний человека и разработки методов их лечения.