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[[Datei:Muscle Mouse 01.jpg|mini|[[Knockout-Maus]]]]
[[Datei:Physcomitrella knockout mutants.JPG|mini|[[Knockout-Moos]]]]

Unter '''Gen-Knockout''' wird das vollständige Abschalten ([[Englische Sprache|engl.]] ''knock-out'' = „außer Gefecht setzen“) eines [[Gen]]s im [[Genom]] eines [[Organismus]] verstanden. Das Abschalten des Gens wird durch ''[[Gene-Targeting]]'' erreicht. Dabei werden bei Tieren die embryonalen Stammzellen manipuliert und in die [[Keimbahn]] eines Individuums eingebracht. Diese werden weiter gezüchtet, sodass ein Tier entsteht, dessen [[Zelle (Biologie)|Zellen]] alle das abgeschaltete Gen enthalten.
Bei Pflanzen ist bisher nur das ''Gene-Targeting'' in ''[[Physcomitrella patens|Physcomitrella]]'' etabliert. Hier werden [[Protoplast]]en mit dem knockout-Konstrukt transfiziert und direkt zu Moospflänzchen ([[Protonema|Protonemen]]) regeneriert.
Bereits acht Wochen nach der [[Transfektion]] können die Pflanzen mit [[Polymerase-Kettenreaktion]] (PCR) auf ''Gene-Targeting'' überprüft werden.<ref>{{cite journal |author=R. Reski |authorlink=Ralf Reski |date=1998 |title=Physcomitrella and Arabidopsis: the David and Goliath of reverse genetics |journal=Trends Plant Sci |volume=3 |pages=209–210 |doi=10.1016/S1360-1385(98)01257-6 |language=en}}</ref>

Entsprechend manipulierte Organismen bezeichnet man als '''Knockout-Organismus'''. Werden zwei Gene gleichzeitig abgeschaltet, so spricht man von einem ''double knockout'' (DKO) und bei drei Genen von einem ''triple knockout'' (TKO).<ref>A. Hohe, T. Egener, J. M. Lucht, H. Holtorf, C. Reinhard, G. Schween und [[Ralf Reski|R. Reski]]: ''An improved and highly standardised transformation procedure allows efficient production of single and multiple targeted gene-knockouts in a moss, Physcomitrella patens.'' In: ''Current Genetics.'' 44, 2004, S. 339–347. {{DOI|10.1007/s00294-003-0458-4}}.</ref>

== Anwendung ==
Organismen mit abgeschalteten Genen sind mittlerweile in vielen Bereichen unverzichtbare [[Modellorganismus|Modellorganismen]], mit denen die verschiedensten Forschungs- und Entwicklungsprojekte durchgeführt werden. In der Grundlagenforschung dient das Abschalten bestimmter Gene dazu, Rückschlüsse auf die Funktion und Arbeitsweise des Gens ziehen zu können. Sehr viele Gene sind dabei auch im Menschen [[Konservierung#Evolution|konserviert]], sodass die Ergebnisse sehr oft unmittelbar auf den Menschen übertragen werden können. Eine Reihe von menschlichen [[Erbkrankheit]]en, die durch [[Mutation|Gendefekte]] hervorgerufen werden, lassen sich in solchen Organismen besser erforschen. Die Wirkstoffentwicklung zur Therapie der korrespondierenden Erkrankungen wird durch diese Modellorganismen erheblich erleichtert.<ref>J. Osterkamp: [http://www.wissenschaft-online.de/sixcms/detail.php?id=907213&_druckversion=1 ''Kooperativer Genausfall-Einfall.''] In: ''spektrumdirekt'' vom 9. Oktober 2007.</ref>

Im Jahr 2007 wurde der [[Nobelpreis für Physiologie oder Medizin]] an [[Martin Evans]], [[Mario Capecchi]] und [[Oliver Smithies]] für ihre Arbeiten an Knockout-Mäusen verliehen.<ref>{{Nobel-med|2007|Martin Evans, Mario Capecchi und Oliver Smithies}}.</ref>

== Differenzierung ==
Beim Gen-Knockout wird das betroffene Gen vollständig abgeschaltet. Beim [[Gen-Knockin|Knockin]] wird dagegen eine gezielte Genmodifikation vorgenommen, indem ein zusätzliches Gen oder eine gewünschte DNA-Sequenz an definierter Stelle in das Genom des Modellorganismus eingefügt wird. Der [[Gen-Knockdown]] bezeichnet ein teilweises Abschalten der Funktion des Gens.

== Weiterführende Literatur ==
; Fachbücher
* T. W. Mak: ''The Gene Knockout Factsbook.'' Academic Press, 1998, ISBN 0-12-466044-4.
* R. Kühn und W. Wurst: ''Gene knockout protocols.'' Humana Press, 2009, ISBN 1-93-411526-6.

; Review-Artikel
* A. Bartke: ''New findings in transgenic, gene knockout and mutant mice.'' In: ''Exp Gerontol'' 41, 2006, S. 1217–1219. PMID 17049788
* [[Tonegawa Susumu|S. Tonegawa]] u. a.: ''The gene knockout technology for the analysis of learning and memory, and neural development.'' In: ''Prog Brain Res'' 105, 1995, S. 3–14. PMID 7568891
* H. C. Tai u. a.: ''Progress in xenotransplantation following the introduction of gene-knockout technology.'' In: ''[[Transpl Int]]'' 20, 2007, S. 107–117. PMID 17239018

== Einzelnachweise ==
<references />

{{SORTIERUNG:Genknockout}}
[[Kategorie:Pharmakologie]]
[[Kategorie:Tierversuchstyp]]
[[Kategorie:Gentechnik]]
[[Kategorie:Nukleinsäure-Methode]]

Gen-Knockout - Versionsgeschichte

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