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>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</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{{#if:|, PDF}}).</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)	f}}{{#if:	{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Toter Link/archivebot	Vorlage:Webarchiv/archiv-bot }} }}{{#invoke:TemplatePar\|check	all = title=	opt = vauthors= author= author1= authorlink= author-link= author-link1= author1-link= author2= author3= author4= author5= author6= author7= author8= author9= editor= last= first= last1= first1= last2= first2= last3= first3= last4= first4= last5= first5= last6= first6= last7= first7= last8= first8= last9= first9= last10= first10= last11= first11= last12= first12= last13= first13= last14= first14= last15= first15= others= script-title= trans-title= date= year= volume= issue= number= series= page= pages= at= issn= arxiv= bibcode= doi= pmid= pmc= jstor= oclc= id= url= url-status= format= access-date= archive-date= archive-url= archivebot= offline= location= publisher= language= quote= work= journal= newspaper= magazine= periodical= name-list-style= url-access= doi-access= display-authors= via= s2cid= mr= 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1962	rfp	Rot fluoreszierendes Protein		Mikroskopie, Spektrophotometrie	f}}{{#if:	{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Toter Link/archivebot	Vorlage:Webarchiv/archiv-bot }} }}{{#invoke:TemplatePar\|check	all = title=	opt = vauthors= author= author1= authorlink= author-link= author-link1= author1-link= author2= author3= author4= author5= author6= author7= author8= author9= editor= last= first= last1= first1= last2= first2= last3= first3= last4= first4= last5= first5= last6= first6= last7= first7= last8= first8= last9= first9= last10= first10= last11= first11= last12= first12= last13= first13= last14= first14= last15= first15= others= script-title= trans-title= date= year= volume= issue= number= series= page= pages= at= issn= arxiv= bibcode= doi= pmid= pmc= jstor= oclc= id= url= url-status= format= access-date= archive-date= archive-url= archivebot= offline= location= publisher= language= quote= work= journal= newspaper= magazine= periodical= name-list-style= url-access= doi-access= display-authors= via= s2cid= mr= type= citeseerx= accessdate= archivedate= archiveurl= coauthors= month= day= last16= first16= last17= first17= last18= first18= last19= first19= last20= first20= last21= first21= last22= first22= last23= first23= last24= first24= last25= first25= last26= first26= last27= first27= last28= first28= last29= first29= last30= first30= last31= first31=	cat = Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Cite journal	errNS = 0	template = Vorlage:Cite journal	format = @@@	preview = 1 }}Vorlage:Cite book/URL{{#if: \| Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: \| Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Molecular BioSystems	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}Vorlage:Cite book/Meldung2{{#ifexpr: 0{{#ifeq:^^\|^^\|\|+1}}{{#ifeq:Nordgren\|^^\|\|+1}}{{#ifeq:^^\|^^\|\|+1}}{{#ifeq:^^\|^^\|\|+1}} > 1	Vorlage:Cite book/Meldung }}</ref>
1979	cat	Chloramphenicol-Acetyltransferase	Messung der Genexpression in Eukaryoten.	Chloramphenicol-Acetylierung	f}}{{#if:	{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Toter Link/archivebot	Vorlage:Webarchiv/archiv-bot }} }}{{#invoke:TemplatePar\|check	all = title=	opt = vauthors= author= author1= authorlink= author-link= author-link1= author1-link= author2= author3= author4= author5= author6= author7= author8= author9= editor= last= first= last1= first1= last2= first2= last3= first3= last4= first4= last5= first5= last6= first6= last7= first7= last8= first8= last9= first9= last10= first10= last11= first11= last12= first12= last13= first13= last14= first14= last15= first15= others= script-title= trans-title= date= year= volume= issue= number= series= page= pages= at= issn= arxiv= bibcode= doi= pmid= pmc= jstor= oclc= id= url= url-status= format= access-date= archive-date= archive-url= archivebot= offline= location= publisher= language= quote= work= journal= newspaper= magazine= periodical= name-list-style= url-access= doi-access= display-authors= via= s2cid= mr= type= citeseerx= accessdate= archivedate= archiveurl= coauthors= month= day= last16= first16= last17= first17= last18= first18= last19= first19= last20= first20= last21= first21= last22= first22= last23= first23= last24= first24= last25= first25= last26= first26= last27= first27= last28= first28= last29= first29= last30= first30= last31= first31=	cat = Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Cite journal	errNS = 0	template = Vorlage:Cite journal	format = @@@	preview = 1 }}Vorlage:Cite book/URL{{#if: \| Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: \| Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Cold Spring Harbor Protocols	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}Vorlage:Cite book/Meldung2{{#ifexpr: 0{{#ifeq:Smale\|^^\|\|+1}}{{#ifeq:^^\|^^\|\|+1}}{{#ifeq:^^\|^^\|\|+1}}{{#ifeq:^^\|^^\|\|+1}} > 1	Vorlage:Cite book/Meldung }}</ref>
1985	luc	Luciferase	Verwendet Biolumineszenz als Reporter.	Biolumineszenz	f}}{{#if:	{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Toter Link/archivebot	Vorlage:Webarchiv/archiv-bot }} }}{{#invoke:TemplatePar\|check	all = title=	opt = vauthors= author= author1= authorlink= author-link= author-link1= author1-link= author2= author3= author4= author5= author6= author7= author8= author9= editor= last= first= last1= first1= last2= first2= last3= first3= last4= first4= last5= first5= last6= first6= last7= first7= last8= first8= last9= first9= last10= first10= last11= first11= last12= first12= last13= first13= last14= first14= last15= first15= others= script-title= trans-title= date= year= volume= issue= number= series= page= pages= at= issn= arxiv= bibcode= doi= pmid= pmc= jstor= oclc= id= url= url-status= format= access-date= archive-date= archive-url= archivebot= offline= location= publisher= language= quote= work= journal= newspaper= magazine= periodical= name-list-style= url-access= doi-access= display-authors= via= s2cid= mr= type= citeseerx= accessdate= archivedate= archiveurl= coauthors= month= day= last16= first16= last17= first17= last18= first18= last19= first19= last20= first20= last21= first21= last22= first22= last23= first23= last24= first24= last25= first25= last26= first26= last27= first27= last28= first28= last29= first29= last30= first30= last31= first31=	cat = Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Cite journal	errNS = 0	template = Vorlage:Cite journal	format = @@@	preview = 1 }}Vorlage:Cite book/URL{{#if: \| Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: \| Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Cold Spring Harbor Protocols	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}Vorlage:Cite book/Meldung2{{#ifexpr: 0{{#ifeq:Smale\|^^\|\|+1}}{{#ifeq:^^\|^^\|\|+1}}{{#ifeq:^^\|^^\|\|+1}}{{#ifeq:^^\|^^\|\|+1}} > 1	Vorlage:Cite book/Meldung }}</ref>
1987	gus	Β-Glucuronidase	Wird bei Pflanzen zur Färbung der Genexpression verwendet.	Histochemie, Fluoreszenzmikroskopie	f}}{{#if:	{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Toter Link/archivebot	Vorlage:Webarchiv/archiv-bot }} }}{{#invoke:TemplatePar\|check	all = title=	opt = vauthors= author= author1= authorlink= author-link= author-link1= author1-link= author2= author3= author4= author5= author6= author7= author8= author9= editor= last= first= last1= first1= last2= first2= last3= first3= last4= first4= last5= first5= last6= first6= last7= first7= last8= first8= last9= first9= last10= first10= last11= first11= last12= first12= last13= first13= last14= first14= last15= first15= others= script-title= trans-title= date= year= volume= issue= number= series= page= pages= at= issn= arxiv= bibcode= doi= pmid= pmc= jstor= oclc= id= url= url-status= format= access-date= archive-date= archive-url= archivebot= offline= location= publisher= language= quote= work= journal= newspaper= magazine= periodical= name-list-style= url-access= doi-access= display-authors= via= s2cid= mr= type= citeseerx= accessdate= archivedate= archiveurl= coauthors= month= day= last16= first16= last17= first17= last18= first18= last19= first19= last20= first20= last21= first21= last22= first22= last23= first23= last24= first24= last25= first25= last26= first26= last27= first27= last28= first28= last29= first29= last30= first30= last31= first31=	cat = Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Cite journal	errNS = 0	template = Vorlage:Cite journal	format = @@@	preview = 1 }}Vorlage:Cite book/URL{{#if: \| Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: \| Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: The EMBO Journal	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}Vorlage:Cite book/Meldung2{{#ifexpr: 0{{#ifeq:^^\|^^\|\|+1}}{{#ifeq:Jefferson\|^^\|\|+1}}{{#ifeq:^^\|^^\|\|+1}}{{#ifeq:^^\|^^\|\|+1}} > 1	Vorlage:Cite book/Meldung }}</ref>
1994	gfp	Grün fluoreszierendes Protein	Genexpression in Echtzeit.	Fluoreszenzmikroskopie	f}}{{#if:	{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Toter Link/archivebot	Vorlage:Webarchiv/archiv-bot }} }}{{#invoke:TemplatePar\|check	all = title=	opt = vauthors= author= author1= authorlink= author-link= author-link1= author1-link= author2= author3= author4= author5= author6= author7= author8= author9= editor= last= first= last1= first1= last2= first2= last3= first3= last4= first4= last5= first5= last6= first6= last7= first7= last8= first8= last9= first9= last10= first10= last11= first11= last12= first12= last13= first13= last14= first14= last15= first15= others= script-title= trans-title= date= year= volume= issue= number= series= page= pages= at= issn= arxiv= bibcode= doi= pmid= pmc= jstor= oclc= id= url= url-status= format= access-date= archive-date= archive-url= archivebot= offline= location= publisher= language= quote= work= journal= newspaper= magazine= periodical= name-list-style= url-access= doi-access= display-authors= via= s2cid= mr= type= citeseerx= accessdate= archivedate= archiveurl= coauthors= month= day= last16= first16= last17= first17= last18= first18= last19= first19= last20= first20= last21= first21= last22= first22= last23= first23= last24= first24= last25= first25= last26= first26= last27= first27= last28= first28= last29= first29= last30= first30= last31= first31=	cat = Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Cite journal	errNS = 0	template = Vorlage:Cite journal	format = @@@	preview = 1 }}Vorlage:Cite book/URL{{#if: \| Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: \| Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: The FASEB Journal	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}{{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool	Vorlage:Cite book/Meldung }}Vorlage:Cite book/Meldung2{{#ifexpr: 0{{#ifeq:^^\|^^\|\|+1}}{{#ifeq:Soboleski\|^^\|\|+1}}{{#ifeq:^^\|^^\|\|+1}}{{#ifeq:^^\|^^\|\|+1}} > 1	Vorlage:Cite book/Meldung }}</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

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Einzelnachweise