マウス胚性幹（es）細胞における相同組換えによるゲノム工学：哺乳類生物学の研究のための驚くほど汎用性の高いツール

複雑な生物の生殖線に遺伝的修飾を導入する能力は、発達生物学を研究する人々の長年の目標となっています。この点で、哺乳類の研究のお気に入りのモデルであるマウスはユニークです。実際、70年代後半から他のいくつかの複雑な生物のようにマウスゲノムに遺伝子を追加することが可能であるだけでなく、遺伝子置換を行うことも可能です。および変更。これは、2つの技術的ブレークスルーを介して可能になりました。1）胚性幹細胞の分離と培養（ES）は、生殖細胞を含む宿主胚のすべての組織をコロニー化するユニークな能力を持っています。2）入ってくるDNAとその同族染色体配列（遺伝子「標的」）の間の相同組換えを可能にする方法の開発。その結果、クローン化された遺伝子（ノックアウトマウス）にヌル変異を持つマウスを作成することが可能になりました。このような可能性は、マウスの生物学のほぼすべての側面の遺伝的アプローチに革命をもたらしました。近年、ノックアウト技術の改良により、遺伝子標的化の範囲がさらに拡大されています。微妙な変異（点突然変異、マイクロ削除または挿入などを含む、他のタイプの遺伝的修飾が作成されるようになりました。）および大きな欠失、重複、転座などの染色体再配置。最後に、遺伝子の不活性化が胚の致死性を伴う場合、動物の生涯を通じて遺伝子機能の研究を可能にする条件付き変異の作成を可能にする方法が考案されました。この論文では、マウスゲノムのプログラムされた修正に使用される方法とシナリオの概要を示し、哺乳類の生物学の研究に対する彼らの大きな関心を強調しています。

The ability to introduce genetic modifications in the germ line of complex organisms has been a long-standing goal of those who study developmental biology. In this regard, the mouse, a favorite model for the study of the mammals, is unique: indeed not only is it possible since the late seventies, to add genes to the mouse genome like in several other complex organisms but also to perform gene replacement and modification. This has been made possible via two technological breakthroughs: 1) the isolation and culture of embryonic stem cells (ES), which have the unique ability to colonize all the tissues of an host embryo including its germ line; 2) the development of methods allowing homologous recombination between an incoming DNA and its cognate chromosomal sequence (gene "targeting"). As a result, it has become possible to create mice bearing null mutations in any cloned gene (knock-out mice). Such a possibility has revolutionized the genetic approach of almost all aspects of the biology of the mouse. In recent years, the scope of gene targeting has been widened even more, due to the refinement of the knock-out technology: other types of genetic modifications may now be created, including subtle mutations (point mutations, micro deletions or insertions, etc.) and chromosomal rearrangements such as large deletions, duplications and translocations. Finally, methods have been devised which permit the creation of conditional mutations, allowing the study of gene function throughout the life of an animal, when gene inactivation entails embryonic lethality. In this paper, we present an overview of the methods and scenarios used for the programmed modification of mouse genome, and we underline their enormous interest for the study of mammalian biology.