Kỹ thuật "transposon tagging"

Một phương pháp phân tích mạnh mẽ khác để thực hiện gene cloning và tìm hiểu chức năng của gene trên các cá thể đột biến là cách sử dụng các transposon với tên gọi kỹ thuật “transposon-tagging”

Như đã biết thì các yếu tố chuyển vị (transposable element) có thể thay đổi vị trí trong bộ gene khi được kích hoạt bởi các tác nhân transposase làm thay đổi vị trí của chúng.

Nếu các transposon được kích hoạt và chèn vào đoạn trình tự mã hóa chức năng hay đoạn trình tự điều hòa của gene làm thay đổi khung đọc dịch mã dẫn đến chức năng của gene bị bất hoạt hay mất đi.

Các transposon có thể được xem xét và sử dụng như các yếu tố gây ra đột biến. Các gene có trình tự bị xáo trộn bởi các transposon đã được biết trước trình tự giúp chúng ta lập bản đồ gene bị đột biến dễ dàng hơn dù cho sự thay đổi rất nhỏ, ví dụ như chỉ thay đổi một nucleotide.

Để hiểu rõ và sử dụng một cách có hệ thống các transposon như một tác nhân gây đột biến gene thì ta có thể sử dụng các dòng di truyền với đặc tính như có mang các transposon bị bất hoạt hoặc không có khả năng tự hoạt động được lai với các dòng mang các transposon có chức năng bình thường.

Thế hệ con mang một transposon bình thường có thể tự thực hiện chức năng sẽ sao chép các yếu tố transpososase, các transpososase này sẽ làm di chuyển các transposon không thể tự chủ chức năng. Các transposon bây giờ được kích hoạt trở lại và có thể tham gia vào quá trình chèn vào các trình tự gene khác một cách ngẫu nhiên gây ra đột biến gene ở thế hệ con.

Nếu đột biến được gây ra bởi bản sao của một transposon không tự chủ được về chức năng thì đọt biến này sẽ ổn định và bền vững trong các thế hệ kế tiếp. Điều này chỉ thực sự ổn định khi mà yếu tố transposon tự chủ mang chức năng bình thường được tách khỏi transposon không tự chủ thông qua quá trình phân ly. 

Nếu transposon tự chủ bình thường vẫn hiện diện và phân ly cùng với transposon không tự chủ nó sẽ tiếp tục thực hiện chức năng bình thường của nó là tiếp tục làm thay đổi vị trí của transposon không tự chủ do vậy đột biến tạo ra sẽ không ổn định.

Do các transposon chỉ được tìm thấy mỗi một phiên bản trên một nhiễm sắc thể nên chúng ta có thể chọn lọc thế hệ con cháu không mang các transposon hoạt tính cao. Điều này giúp chúng ta thu được các đột biến ổn định được tạo ra bởi các yếu tố chuyển vị không tự chủ được chức năng hay nói chung là chức năng của chúng bị mất đi khi không có các transposon bình thường kích hoạt hỗ trợ.

Có hàng trăm thậm chí hàng ngàn cá thể ở thế hệ con có thể được dùng để sàng lọc các đột biến với mục tiêu cần quan tâm. Điều biến phương pháp “transposon-tagging” thành công cụ mạnh mẽ trong phân tích chức năng cưa gene thông qua đột biến bới transposon là các gene bị đột biến có thể được xác định tương đối dễ dàng từ quần thể đem đi sàng lọc.

Do trình tự của các transposon đã được biết trước khi đem sử dụng trong kỹ thuật “transposon tagging” nên các primer có thể dễ dàng được tổng hợp dựa vào trình tự các transposon này. Sử dụng kỹ thuật PCR đảo ngược chúng ta có thể xác định được trình tự các vùng lân cận khu vực đột biến tạo ra bới transposon.