Nature Methods綜述：果蠅的基因表達工具
日期：2012-01-12 08:52:25
在本期的《Nature Methods》上，來自紐約大學生物學系的Claude Desplan等發表了一篇綜述，介紹了果蠅中研究基因表達和克隆分析的強大工具。
Claude Desplan是著名的發育遺傳學家，從事多年的果蠅發育研究。他所在實驗室主要研究兩個重要的發育問題：早期胚胎發育的進化以及色覺背后的視網膜和大腦電路的建立。
近年來遺傳技術的發展讓科學家們能夠精確操控果蠅中的基因表達，進行細胞標記、基因功能分析或細胞譜系追蹤。自經典的GAL4-UAS系統被開發出來后，研究人員又開發出多種方法，利用其他表達系統以及位點特異性的重組酶來精確操控并標記細胞群體。
Gal4-UAS系統于1993年被開發出來。這個來源于酵母的系統可以特異地提高果蠅基因在體內的表達量。在Gal4-UAS系統中，Gal4是來源于酵母的轉錄因子，而UAS則是Gal4特異結合的DNA序列。因為果蠅基因組不編碼Gal4轉錄因子，所以在果蠅體內過量表達Gal4，不會對果蠅發育產生顯著影響。同樣，在果蠅體內插入UAS-目的基因片段，也不會對果蠅產生影響。因此，單獨含有Gal4或者UAS-gene的果蠅是發育正常的。但如果讓這兩個果蠅雜交，產生的后代的基因組中同時含有Gal4和UAS-目的基因，這樣，在Gal4的調節之下，這個基因的表達量就會提高。
在這篇綜述中，作者討論了近期的技術發展。他們認為，對于利用果蠅作為研究模型的科學家來說，這些發展大大擴展了可用的遺傳工具。
他們討論了GAL4-UAS系統如何激發了精密、多功能的表達系統，如split-GAL4系統和QF-QUAS系統，這些系統實現了復雜的基因操作。之后，他們又討論了由MARCM發展而來的克隆分析技術以及分析和操控組織和神經網絡的強大方法。MARCM技術于1999年問世，可在果蠅活體內正向標記基因突變的細胞。
他們還介紹了克隆分析和基因操作的新興技術，如twin-spot generator（TSG）、twin-spot MARCM（TS-MARCM）和G-TRACE，以及最近開發的多色標記方案。盡管目前的大部分工作都集中在這些方法在果蠅神經系統中的應用，但這些工具本身可應用在任何組織。將這些技術應用到非神經系統時，細胞類型特異或組織特異的driver是唯一限制。
這篇綜述為果蠅學家提供了一份遺傳工具的用戶指南。作者還提出了一些使用過程中的具體建議，并指導讀者如何根據具體實驗選擇工具。
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