آزمایشگاه هدف گیری ژن
کارشناس: بهروز عسگری (کارشناسی ارشد) ، فاطمه کرمی (کارشناسی ارشد)
دستیابی به فنآوری تولید موش تراریخت در مراکز تحقیقاتی بزرگ امری اجتناب ناپذیر است زیرا که موش‌های تراریخت به عنوان ابزارهایی بسیار کارآمد محدوده وسیعی از مطالعات تکوینی، زیست شناسی ترمیم، سلول درمانی و سایر زمینه‌های زیستی را به خود اختصاص داده است. بنابراین آزمایشگاه هدف‌گیری ژن با هدف تولید موش‌های تراریخت فعالیت خود را در پژوهشگاه رویان آغاز نمود.
مسیر دستیابی به فناوری موش‌های تراریخت از بهم رسیدن دو پیشرفت علمی هموار شد. اولی امکان دستکاری جنین‌های موش در مراحل اولیة جنینی در محیط آزمایشگاه و دومی پیشرفت تکنیک‌های انتقال ژن به سلول‌های بنیادی جنینی موشی است. آزمایشگاه هدف‌گیری ژن با استفاده از فناوری ریزتزریق سلول‌های بنیادی جنینی موشی تراریخت به جنین موش، موفق به تولید اولین موش تراریخت (موش سبز) در کشور شد. در ادامه، موش تراریخت Pdx1-EGFP که دارای سلول‌های ترشح کننده انسولین سبز رنگ بود، تولید شد. سپس این آزمایشگاه کار را بر روی روش‌های جدیدتر برای تولید موش‌های تراریخت ادامه داد که حاصل آن تولید اولین موش تراریخت به روش Knock-In در کشور با سیستم CRISPR/Cas9 بود.
موش‌های تراریخت که در آزمایشگاه هدف‌گیری ژن تولید و آماده ارائه به پژوهشگران است:
- موش تراریختTg(CAG-EGFP) (موش سبز): تمامی سلول‌های این موش علاوه بر تولید پروتئین EGFP مقاوم به آنتی‌بیوتیک پیرومایسین نیز هستند.
- موش تراریخت Tg(Pdx1-EGFP) : در این موش، پروتئین EGFP فقط در سلول‌های بیان کننده ژن Pdx1 تولید می‌شود، این سلول‌ها در جزایر لانگرهانس بافت پانکراس موش قرار دارند و با نور فلورسنت، به رنگ سبز مشاهده می‌شوند.
- موش تراریخت Zfp521 Knock-In : تمام سلول‌های این موش قابلیت القاء بیان ژن Zfp521 و تبدیل شدن به سلول‌های عصبی را دارند و با استفاده از سامانه نوین CRISPR/Cas9 در لوکوس ROSA26 وارد شده است. ژن Zfp521 از فاکتورهای القای سایر سلول‌ها به سلول‌های عصبی است و می‌تواند موجب دگرتمایزی سلول‌های سوماتیک به سلول‌های بنیادی عصبی شود.
- موش تراریختKnock-In mT/mG: با استفاده از سامانه CRISPR/Cas9 ژن‌های mRFP و mGFP در لوکوس ROSA26 وارد شده است. در این موش پروتئین mRFP در تمامی بافت‌ها تولید می‌شود اما پروتئین mGFP در صورت حضور آنزیم Cre و غیر فعال شدن ژن mRFP ، تولید می‌شود. این موش تراریخت ابزار مناسبی برای ردیابی دودمان سلولی (Lineage Tracing) است.
آزمایشگاه هدف‌گیری ژن علاوه بر محصولات بالا، خدماتی را در جهت پیشبرد ده‌ها طرح تحقیقاتی در داخل و خارج از پژوهشگاه رویان، ارائه داده است که در زیر به طور خلاصه این خدمات بیان می شود:
- ریزتزریق سازه ژنی خارجی به پیش‌هسته زیگوت موش
- ریزتززریق سازه ژنی خارجی به زیگوت گورخر ماهی (zebra fish)
- ریزتزریق سلول‌هاي بنيادي جنيني موشی به مرحله بلاستوسیست جنین موش
- اگریگیشن: تجمع سلول‌هاي بنیادی جنینی با جنين‌هاي مرحله‌ي مورولا
- الکتروپوریشن: وارد کردن سازه ژنی خارجی به سلول
- انتقال جنین به شاخ رحم موش مادر گیرنده
- انتقال جنین به اویداکت موش مادر گیرنده
- جنین‌گیری از تمامی مراحل جنینی قبل از لانه‌گزینی در موش
- ژنوتایپینگ، نگهداری و فریز جنین موش‌های تراریخت تولید شده در آزمایشگاه و همچنین موش‌های وارد شده از خارج از کشور
