Репортёрный ген

Репортерные гены (гены-репортеры, англ. reporter gene) в молекулярной биологии — гены, которые присоединяют к регуляторным последовательностям других генов для исследования проявлений генов в культурах клеток. Некоторые репортерные гены используют так как их экспрессия придает организму четко выраженные легко измеряемые характеристики, некоторые, — так как они являются селективными маркерами. Репортерные гены используют для того, чтобы определить уровень экспрессии гена в клетке или в популяции. Часто в генно-инженерные конструкции встраивают в качестве репортера ген LacZ.

Применение

Интересующий исследователя ген и ген-репортер обычно встраивают в одну генетическую конструкция, а затем вводят ее в клетку или организм. В случае клеток бактерий и эукариот для введения обычно и используют кольцевые молекулы ДНК — плазмиды. Важно, чтобы ген-репортер в норме не экспрессировался в клетке, тогда экспрессия гена-репортера будет свидетельствовать о том, что интересующий ген попал в клетку.

Широкое применение находят репортерные гены, кодирующие флюоресцентные и люминесцентные; например, ген медузы, кодирующий зеленый флуоресцентный белок (англ. GFP), экспрессия которого проявляется в появлении зеленого свечения при освещении синим светом, ген фермента люциферазы, которая катализирует реакцию с люциферином и вызывает свечение, а также ген красного флуоресцентного белка dsRed. Другой ген, часто используемый в качестве репортерного — бактериальный ген Lac Z, кодирующий фермент бета-галактазидазу. Экспрессия данного фермента в бактериальной клетке приводит к появлению синей окраски на среде, содержащей субстрат X-gal. Ген хлорамфеникол-ацетилтрансферазы (англ. CAT) обуславливает устойчивость к антибиотику хлорамфениколу и также является репортерным геном.

Gene expression assays

Reporter genes can also be used to assay for the expression of the gene of interest, which may produce a protein that has little obvious or immediate effect on the cell culture or organism. In these cases the reporter is directly attached to the gene of interest to create a gene fusion. The two genes are under the same promoter elements and are transcribed into a single messenger RNA molecule. The mRNA is then translated into protein. In these cases it is important that both proteins be able to properly fold into their active conformations and interact with their substrates despite being fused. In building the DNA construct, a segment of DNA coding for a flexible polypeptide linker region is usually included so that the reporter and the gene product will only minimally interfere with one another.

Promoter assays

Reporter genes can be used to assay for the activity of a particular promoter in a cell or organism. In this case there is no separate «gene of interest»; the reporter gene is simply placed under the control of the target promoter and the reporter gene product’s activity is quantitatively measured. The results are normally reported relative to the activity under a «consensus» promoter known to induce strong gene expression.

Further uses

A more complex usage of reporter genes on a large scale is in two-hybrid screening, which aims to identify proteins that natively interact with one another in vivo.

Ссылки

• Информация о репортерных генах