Hva er en kanamycinresistensgen?

Kanamycinresistensgenet (nptII eller nptIII) er en streng med DNA som gjør det mulig for en organisme å produsere et protein, noe som gir resistens mot det vanlige antibiotika kanamycin. Dette genet brukes ofte som en selektiv markør for eksogene plasmider - plasmider som ikke forekommer naturlig - i organismer som bakterier eller gjær. Dette seleksjonsmidlet brukes også i planter. Forskere som studerer genetikk eller proteomikk, kan velge bakteriekolonier som inkluderer et innsatt gen av interesse basert på anvendelse av kanamycin. Kanamycin vil drepe hver cellulære koloni som ikke inkluderer celler som transkriberer og oversetter det tilhørende resistensgenet.

Kanamycinresistensgenet har naturlig opprinnelse og finnes i Streptomyces kanamyceticus , en bakterie som er i stand til å produsere et enzym som bryter ned kanamycinantibiotikumet før antibiotikaet kan ødelegge bakteriene. Enhver celle som kan lese dette genet og transkribere det resulterende enzymet, vil ha en motstand mot kanamycin. Dette genet ble isolert fra den resistente bakteriestammen og kopiert til andre plasmider. Gjennom bruk av enzymer kan forskere designe plasmider som inneholder resistens mot seleksjonsmidler som kanamycin.

Det er mange veier som resistens mot aminoglykosider, som kanamycin, trer i kraft. Genetisk motstand mot kanamycin kan være et resultat av nedsatt cellepermeabilitet eller cellulær inaktivering av kanamycin-enzymet. Det er også mulig for en celle å utvise resistens mot kanamycin ved en kromosomforandring som fører til en endring av cellens ribosomer. Denne siste motstanden er imidlertid ikke like nyttig for genetikere som de andre traséene, fordi den er avhengig av kromosomalt DNA og ikke designet plasmider. Med andre ord, denne motstanden er naturlig og kan ikke settes inn.

Kanamycinresistensgenet har en viss resistensovergang mot andre antibiotika og seleksjonsmidler som gentamycin og neomycin. Denne egenskapen gjør kanamycinresistensgenet mindre nyttig fordi brede seleksjonsmidler forhindrer spesifikt utvalg av bakteriestammer. Med andre ord, hvis en forsker ønsket å studere samspillet mellom to plasmider og sette dem begge inn i en encellet organisme som gjær, kunne ikke forskeren bruke neomycin- eller gentamycinresistens som seleksjonsmarkør hvis kanamycinresistens allerede er avhengig på.

Kanamycinresistens brukes vanligvis i laboratorier, og det har blitt et vanlig seleksjonsmiddel for bruk i genmodifiserte organismer. Som et av de vanligste antibiotikaene antas kanamycin å eksistere i overflod. Følgelig er det få begrensninger i bruken av kanamycin i plantetransgene og genetiske modifikasjoner av planter for storskala industriell jordbruksproduksjon.