%0 Generic
%A Beck, Claus
%D 2006
%F heidok:7039
%K Konditionale Genexpression , Cre Rekombinaseconditional gene expression , Cre recombinase
%R 10.11588/heidok.00007039
%T Generation of genetically modified mice with conditional alleles of Dyrk1a : a minimal animal model of Down syndrome
%U https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/7039/
%X Down Syndrom (Trisomie 21) ist die Hauptursache für geistige Behinderung. Die “Down Syndrom kritische Region“ auf dem menschlichen Chromosom 21 ist ausschlaggebend für die Trisomie 21-assoziierte geistige Behinderung und für die Monosomie 21-assoziierte Mikrocephalie. Unter den bisher ungefähr zwei Dutzend identifizierten Genen in dieser Region, ist DYRK1A ein viel versprechendes Kandidatengen für die zahlreichen neurobiologischen Veränderungen. DYRK1A ist über viele Arten hinweg stark konserviert, ubiquitär exprimiert und kodiert für eine Serin/Threonin Kinase. Einige potentielle Substrate von DYRK1A konnten identifiziert werden und transgene DYRK1A Mäuse deuten darauf hin, dass dieses Gen an Lern- und Gedächtnisprozessen beteiligt ist. Bisher konnten aber die meisten grundlegenden molekularen Mechanismen und die physiologische Funktion von DYRK1A nicht geklärt werden. Um einen Einblick in die physiologische Rolle von DYRK1A zu erhalten, haben wir uns entschlossen die embryonale Letalität des konventionellen Knockouts zu umgehen, indem wir das konditionelle Cre/loxP Rekombinationssystem nutzten. Die neue Technik des „Recombineering“ ermöglichte eine schnelle und effiziente Herstellung von Mäusen mit einem loxP flankierten Dyrk1a Allel. Die heterozygoten Dyrk1a(flox/+) Mäuse und die homozygoten Dyrk1a(flox/flox) Mäuse sind lebensfähig und sie zeigen bisher keine großen anatomischen Unterschiede im Vergleich zu Wildtyptieren auf. Zudem konnten wir durch eine RNA Analyse zeigen, dass die eingefügten loxP Seiten keinen Einfluss auf die Transkription des gefloxten Dyrk1a Allels haben. Der spezifische Knockout im Bereich des Vorderhirns wurde durch Verpaarung mit CaMKIIa-Cre Mäusen hergestellt. Wir konnten erfolgreich einen heterozygoten Dyrk1a(del/+) Knockout im Vorderhirn erzeugen aber bisher konnten wir keinen lebensfähigen homozygoten Dyrk1a(del/del) Knockout im Vorderhirn herstellen. In einem parallelen Experiment wollten wir die Überexpression von Dyrk1a im Down Syndrom durch die Herstellung einer konditionalen Tet-induzierbaren Dyrk1a Maus nachahmen. Daher haben wir uns für einen neuen transgenen Ansatz entschieden. Anstatt transgene Tiere durch Zufallsintegration des tetO-Dyrk1a Transgens herzustellen, wurde der stille aber hochaktivierbare LC1 Lokus angesteuert, der von K. Schönig im Labor von H. Bujard identifiziert wurde. Für das Gene Targeting in ES Zellen konnte der erste generelle Targeting Vektor für den LC1-Lokus erfolgreich hergestellt werden. Anschließend haben wir Mäuse mit einem LC1-Lokus spezifischen, tet-kontrollierten Dyrk1a Allel generiert. Das Allel beinhaltete ein bidirektionales tetO-Dyrk1a/Egfp Transgen in diesem Lokus. Die konditionale Expression von Dyrk1a und dem Reportergen Egfp konnte durch Verpaarung mit CaMKIIa-tTA Mäusen gezeigt werden. In diesen doppeltransgenen Mäusen wird Dyrk1a und Egfp im Vorderhirn exprimiert, entsprechend dem Expressionsmuster des CaMKIIa Promotors, der die Expression von tTA steuert.  Beide genetisch veränderten Mauslinien stellen ein großes Potential für die weiteren Untersuchungen der pleiotropen Effekte von Dyrk1a in der komplexen Pathophysiologie des Down Syndroms und der Monosomie 21-assoziierten intrauterinen Mikrocephalie dar.