Knock-in en knock-out: Revolutie in muizengenetica

Muizen vormen een heel belangrijk model voor de mens in het kankeronderzoek. Waar muismodellen van werkelijk onschatbare waarde zijn, is in het onderzoek met behulp van ‘knock-outs’ en ‘knock-ins’; muizen waarin een bepaald gen helemaal ‘uit’ of juist ‘aan’ staat.

Stamcel

illustratie van een muis, illustratie door Renee van Amerongen, NKI/AVL
Illustratie: Renee van Amerongen, NKI/AVL

Neem de knock-out muis. Dat deze mogelijk werd, was te danken aan de techniek om een deel van een bepaald gen uit het chromosoom te verwijderen. En dat was weer mogelijk door de ontwikkeling van embryonale stamcellijnen die eindeloos in het laboratorium kunnen worden gekweekt, en waaruit weer een muis kan ontstaan. Simpel gezegd gaat het erom heel specifiek mutaties aan te brengen in bepaalde individuele genen van een embryonale stamcellijn waaruit dan weer een muis ontstaat met die specifieke mutatie in alle lichaamscellen. En dan maar kijken wat er gebeurt. Door één voor één genen uit te schakelen hoop je te ontdekken wat hun functie is.

Verrassing

Bij deze knock-out muizen leverde dat verrassingen op. Verwijdering van genen waarvan men dacht dat ze belangrijk waren, bleek lang niet altijd een groot effect te hebben. Deze knock-out studies hebben doen beseffen hoe weinig er eigenlijk bekend is over de functie van genen, maar ook dat studies in gekweekte cellen daar in veel gevallen geen goed zicht op geven. Door het maken van knock-outs van tumoronderdrukkende genen is het wel mogelijk hun rol bij het ontstaan van kanker in detail te bestuderen. Intussen zijn er methoden ontwikkeld om genen alleen in bepaalde celtypes in de muis aan en uit te schakelen en daarmee heel specifieke vormen van kanker op te wekken.