Radiation Hybrid: Definition, Anwendungen & Genetische Kartierung

Was ist ein Radiation Hybrid?

Laut dem Merriam-Webster Wörterbuch bedeutet „Hybrid“ das Nachkommen von zwei Tieren oder Pflanzen verschiedener Rassen, Rassen, Varietäten, Arten oder Gattungen. Der Begriff „Radiation Hybrid“ bezeichnet eine hybridisierte Zelle, die normalerweise winzige Fragmente bestrahlter Chromosomen (generell menschlicher) enthält. Diese können auch als „Radiation Reduced Hybrids“ bezeichnet werden. Die Medizin hat die Radiation-Hybrid-Technologie genutzt, um humane Krankheitsgene im Genom zu lokalisieren.

Radiation Hybrid Mapping

Radiation Hybrid Mapping ist ein Gentik-Verfahren, das ursprünglich für die Erstellung von Langstrecken-Karten von Säugetierchromosomen und die Entdeckung des Standorts von genetischen Markern relativ zueinander entwickelt wurde. Radiation Hybrid Mapping basiert auf einem statistischen Modell, um die Distanzen zwischen Desoxyribonukleinsäure (DNA)-Markern und deren Reihenfolge auf den Chromosomen zu messen. DNA-Marker sind sehr kurz. Zyklische DNA-Sequenzen sind in einem Genom enthalten. Radiation Hybrid Mapping hat sich als unverzichtbar erwiesen, um humane Krankheitsgene im Genom zu lokalisieren. Der relative Standort dieser DNA-Marker kann zu einer physischen Karte verschmolzen werden, die als genetische Karte bekannt ist.

Schritte der Radiation-Hybrid-Technik

Der erste Schritt der Radiation-Hybrid-Technik beinhaltet die Amplifikation und Reinigung von DNA ähnlich dem ersten Schritt in jedem Sequenzierungsprojekt. Dann wird Strahlung eingesetzt, um die DNA in kleinere Segmente zu teilen, und diese Segmente werden dann in eine Hybridzelle eingebracht. Die Radiation-Hybridzelle wird dann kultiviert, um in großen Mengen anzuwachsen. Polymerase-Kettenreaktion (PCR) und Verknüpfungsanalyse werden verwendet, um die Distanz zwischen den DNA-Markern zu bestimmen. Sie können leicht auf das Vorhandensein verschiedener genetischer Marker prüfen. Je näher die beiden genetischen Marker beieinander liegen, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie durch die DNA-teilende Strahlung getrennt werden.

Verfahren/Technik

Das Verfahren der Radiation-Hybrid-Technik beinhaltet die Verwendung von zwei verschiedenen Zelllinien, die in einem toxischen Medium nicht überlebensfähig sind. Sie enthalten jedoch Gene, die dem toxischen Medium widerstehen können, wenn sie in einer einzigen Zelle kombiniert werden (aufgrund der Produktion eines toxisch resistenten Enzyms). Die untersuchte Zelllinie wird bestrahlt (normalerweise durch Röntgenstrahlen), was Brüche in der DNA verursacht. Dies führt dazu, dass sich der Chromosom in mehrere Segmente bricht, die anschließend mit der anderen Zelllinie verschmolzen oder integriert werden, wodurch ein Hybrid entsteht. Da der Hybrid Gene aus beiden Zelllinien inkorporiert hat und das erforderliche Enzym produzieren kann, wird er im toxischen Medium überleben.

Kultivierung

Die überlebende Hybridzelle wird nun in großen Mengen kultiviert. Dies verstärkt die DNA, die von der bestrahlten Zelllinie geerbt wurde. Die resultierende Probe wird dann der PCR unterzogen, um zwei spezifische genetische Marker zu amplifizieren. Durch das Laufen der PCR-Produkte auf einem Gel kann verifiziert werden, ob beide Marker in der resultierenden Zelllinie inkorporiert sind. Die Häufigkeiten, mit denen DNA-Marker in jedem Klon (kultivierter Probe) beibehalten werden, können mit statistischen Methoden berechnet werden.

Anwendung

Die erstellten Karten von Chromosomen für mehrere Arten wie Mensch, Ratte, Maus und andere Genome erleichtern die Erstellung von hochdetaillierten und präzisen Karten, die zur Untersuchung multifaktorieller Krankheiten verwendet werden. Weitere Anwendungen umfassen die Bestimmung der Chromosomenstandorte von 26 humanen neuartigen vollständigen cDNAs (chromosomale DNA).