Nature Methods综述：果蝇的基因表达工具

在本期的《Nature Methods》上，来自纽约大学生物学系的Claude Desplan等发表了一篇综述，介绍了果蝇中研究基因表达和克隆分析的强大工具。

Claude Desplan是的发育遗传学家，从事多年的果蝇发育研究。他所在实验室主要研究两个重要的发育问题：早期胚胎发育的进化以及色觉背后的视网膜和大脑电路的建立。
近年来遗传技术的发展让科学家们能够操控果蝇中的基因表达，进行细胞标记、基因功能分析或细胞谱系追踪。自经典的GAL4-UAS系统被开发出来后，研究人员又开发出多种方法，利用其他表达系统以及位点特异性的重组酶来操控并标记细胞群体。

Gal4-UAS系统于1993年被开发出来。这个来源于酵母的系统可以特异地提高果蝇基因在体内的表达量。在Gal4-UAS系统中，Gal4是来源于酵母的转录因子，而UAS则是Gal4特异结合的DNA序列。因为果蝇基因组不编码Gal4转录因子，所以在果蝇体内过量表达Gal4，不会对果蝇发育产生显著影响。同样，在果蝇体内插入UAS-目的基因片段，也不会对果蝇产生影响。因此，单独含有Gal4或者UAS-gene的果蝇是发育正常的。但如果让这两个果蝇杂交，产生的后代的基因组中同时含有Gal4和UAS-目的基因，这样，在Gal4的调节之下，这个基因的表达量就会提高。
在这篇综述中，作者讨论了近期的技术发展。他们认为，对于利用果蝇作为研究模型的科学家来说，这些发展大大扩展了可用的遗传工具。

他们讨论了GAL4-UAS系统如何激发了精密、多功能的表达系统，如split-GAL4系统和QF-QUAS系统，这些系统实现了复杂的基因操作。之后，他们又讨论了由MARCM发展而来的克隆分析技术以及分析和操控组织和神经网络的强大方法。MARCM技术于1999年问世，可在果蝇活体内正向标记基因突变的细胞。
他们还介绍了克隆分析和基因操作的新兴技术，如twin-spot generator（TSG）、twin-spot MARCM（TS-MARCM）和G-TRACE，以及zui近开发的多色标记方案。尽管目前的大部分工作都集中在这些方法在果蝇神经系统中的应用，但这些工具本身可应用在任何组织。将这些技术应用到非神经系统时，细胞类型特异或组织特异的driver是*限制。

这篇综述为果蝇学家提供了一份遗传工具的用户指南。作者还提出了一些使用过程中的具体建议，并指导读者如何根据具体实验选择工具。

来源：生物通