Reportergen

Ein Reportergen ist ein Gen, mit dessen Hilfe die Expression anderer Gene verfolgt werden kann. Das Reportergen wird dabei meistens nach dem zu untersuchenden Gen, unter demselben Promotor eingeführt. In manchen Fällen ist auch die Aktivität des Promotors an sich von Interesse, ohne ein Zielgen<ref>Bat-Erdene Jugder, Jeffrey Welch, Nady Braidy, Christopher P. Marquis: Construction and use of aCupriavidus necatorH16 soluble hydrogenase promoter (PSH) fusion togfp(green fluorescent protein). In: PeerJ. Band 4, 26. Juli 2016, ISSN 2167-8359, doi:10.7717/peerj.2269 (peerj.com [abgerufen am 1. November 2017]). </ref>. Dabei wird ein Reporterenzym, ein fluoreszentes Reporterprotein oder ein detektierbares Antigen gelegentlich auch als Fusionsprotein exprimiert. Fluoreszente Reportergene sind besonders in der Fluoreszenzmikroskopie von Bedeutung.

Bekannte Reportersysteme

das cat-Gen, codiert für eine Chloramphenicol-Acetyltransferase (CAT)
das gfp-Gen aus Aequorea victoria, codiert für ein Grün fluoreszierendes Protein (GFP)
das gusA-Gen aus Escherichia coli, codiert für eine β-Glucuronidase (GUS) (früher bekannt als uidA-Gen)
das lacZ-Gen aus Escherichia coli, codiert für eine β-Galactosidase (β-Gal), meistens zur Blau-Weiß-Selektion
die Luciferase-Gene aus Photinus pyralis und Renilla reniformis, codieren für Biolumineszenz-Enzyme
das Luciferase-Gen aus Oplophorus gracilirostris, einer Tiefseegarnele, codiert für ein Biolumineszenz-Enzym; NanoLuc ist die gentechnisch optimierte 19 kD-Untereinheit der Oploporus-Luciferase<ref name="PMID22894855">M. P. Hall, J. Unch, B. F. Binkowski, M. P. Valley, B. L. Butler, M. G. Wood, P. Otto, K. Zimmerman, G. Vidugiris, T. Machleidt, M. B. Robers, H. A. Benink, C. T. Eggers, M. R. Slater, P. L. Meisenheimer, D. H. Klaubert, F. Fan, L. P. Encell, K. V. Wood: Engineered luciferase reporter from a deep sea shrimp utilizing a novel imidazopyrazinone substrate. In: ACS chemical biology. Band 7, Nummer 11, November 2012, S. 1848–1857, doi:10.1021/cb3002478. PMID 22894855, PMC 3501149 (freier Volltext).</ref>
das Gaussia Luciferase Gen aus Gaussia princeps, einem Ruderfußkrebs, codiert für ein Biolumineszenz-Enzym<ref name="PMID15727940">B. A. Tannous, D. E. Kim, J. L. Fernandez, R. Weissleder, X. O. Breakefield: Codon-optimized Gaussia luciferase cDNA for mammalian gene expression in culture and in vivo. In: Molecular therapy : the journal of the American Society of Gene Therapy. Band 11, Nummer 3, März 2005, S. 435–443, doi:10.1016/j.ymthe.2004.10.016. PMID 15727940.</ref>
das Aequorin-Gen aus biolumineszenten Quallen der Gattung Aequorea, codiert für ein Photoprotein, das als Calciumsensor eingesetzt wird<ref name="PMID2269434">H. Tanahashi, T. Ito, S. Inouye, F. I. Tsuji, Y. Sakaki: Photoprotein aequorin: use as a reporter enzyme in studying gene expression in mammalian cells. In: Gene. Band 96, Nummer 2, Dezember 1990, S. 249–255. PMID 2269434.</ref>
das phoA-Gen aus Escherichia coli, codiert für eine Alkalische Phosphatase (AP)

In den entsprechenden Reportersystemen werden die cDNAs für diese Proteine in geeignete Expressionsvektoren kloniert.

Beispiel aus der Pflanzenphysiologie

Die cDNA-Sequenz des β-Glucuronidase (GUS)-Enzyms wird hinter die Promotorsequenz des zu untersuchenden Gens gehängt, und dann in eine Pflanze transformiert. Je nach Art des Promotors wird dann in verschiedenen Zelltypen, Entwicklungsstadien oder Umweltbedingungen Glucuronidase exprimiert, die nach Zugabe des künstlichen farblosen Substrates X-Gluc einen blauen Farbstoff herstellt. Mit diesem System kann man Genexpression auf Organ-, Gewebe- und Zellebene verfolgen.

Geschichte

Jahr	Genname	Genprodukt	Bedeutung	Assay	Quelle
1961	lacZ	β-Galactosidase	François Jacob und Jacques Monod erhielten 1965 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.	Enzym-Assay, Histochemie (mit X-Gal)	<ref name=":9">Vorlage:Cite book/URL Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung2</ref><ref>Vorlage:Cite book/Name: [Internetquelle: archiv-url ungültig Nobel Prize in Physiology or Medicine 1965.] In: NobelPrize.org. , archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen am 4. April 2025 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). Vorlage:Cite book/URL Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung2 Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung</ref>
1962	rfp	Rot fluoreszierendes Protein		Mikroskopie, Spektrophotometrie	<ref name="Nordgren2014">Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name: A bidirectional fluorescent two-hybrid system for monitoring protein-protein interactions. In: Molecular BioSystems. 10. Jahrgang, Nr. 3, Vorlage:Cite book/Date, S. 485–90, doi:10.1039/c3mb70438f, PMID 24382456 (Vorlage:Cite book/URL [abgerufen am -05-]). Vorlage:Cite book/URL Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung2</ref>
1979	cat	Chloramphenicol-Acetyltransferase	Messung der Genexpression in Eukaryoten.	Chloramphenicol-Acetylierung	<ref name=":10">Vorlage:Cite book/URL Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung2</ref>
1985	luc	Luciferase	Verwendet Biolumineszenz als Reporter.	Biolumineszenz	<ref name=":2">Vorlage:Cite book/URL Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung2</ref>
1987	gus	Β-Glucuronidase	Wird bei Pflanzen zur Färbung der Genexpression verwendet.	Histochemie, Fluoreszenzmikroskopie	<ref>Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name Vorlage:Cite book/Name: GUS fusions: beta-glucuronidase as a sensitive and versatile gene fusion marker in higher plants. In: The EMBO Journal. 6. Jahrgang, Nr. 13, Vorlage:Cite book/Date, ISSN 0261-4189, S. 3901–3907, doi:10.1002/j.1460-2075.1987.tb02730.x, PMID 3327686, PMC 553867 (freier Volltext) – (Vorlage:Cite book/URL [abgerufen am -05-]). Vorlage:Cite book/URL Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung2</ref>
1994	gfp	Grün fluoreszierendes Protein	Genexpression in Echtzeit.	Fluoreszenzmikroskopie	<ref name=":1">Vorlage:Cite book/URL Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung2</ref>

Literatur

S. R. Kain & S. Ganguly: Overview of Genetic Reporter Systems. In: Current Protocols in Molecular Biology. Mai 2001; Chapter 9: Unit 9.6 PMID 18265284
H. A. Shuman & T. J. Silhavy: The art and design of genetic screens: Escherichia coli. In: Nat. Rev. Genet. Band 4 2003, S. 419–31. PMID 12776212

Siehe auch

Markergen

Einzelnachweise