Vad är en kanamycinresistensgen?

Kanamycinresistensgenen (nptII eller nptIII) är en DNA-sträng som tillåter en organisme att producera ett protein, vilket ger resistens mot det vanliga antibiotika kanamycin. Denna gen används ofta som en selektiv markör för exogena plasmider - plasmider som inte är naturligt förekommande - i organismer som bakterier eller jäst. Detta urvalsmedel används också i växter. Forskare som studerar genetik eller proteomik kan välja bakteriekolonier som innehåller en insatt gen av intresse baserat på applicering av kanamycin. Kanamycin kommer att döda varje cellulär koloni som inte inkluderar celler som transkriberar och översätter den tillhörande resistensgenen.

Kanamycinresistensgen har naturligt ursprung och finns i Streptomyces kanamyceticus , en bakterie som kan producera ett enzym som bryter ned kanamycinantibiotikumet innan antibiotikumet kan förstöra bakterierna. Varje cell som kan läsa denna gen och transkribera det resulterande enzymet har en resistens mot kanamycin. Denna gen isolerades från den resistenta bakteriestammen och kopierades till andra plasmider. Genom användning av enzymer kan forskare utforma plasmider som innehåller resistanser mot selektionsmedel såsom kanamycin.

Det finns många vägar genom vilka resistens mot aminoglykosider, såsom kanamycin, träder i kraft. Genetisk resistens mot kanamycin kan vara ett resultat av minskad cellpermeabilitet eller cellulär inaktivering av kanamycin-enzymet. Det är också möjligt för en cell att visa resistens mot kanamycin genom en kromosomförändring som leder till en förändring av den cellens ribosomer. Denna sista resistens är dock inte lika användbar för genetiker som de andra vägarna, eftersom den förlitar sig på kromosomalt DNA och inte utformade plasmider. Med andra ord är detta motstånd naturligt förekommande och kan inte sättas in.

Kanamycinresistensgenen har viss motståndskorsning mot andra antibiotika och selektionsmedel såsom gentamycin och neomycin. Detta drag gör kanamycinresistensgenen mindre användbar eftersom breda selektionsmedel förhindrar specifikt urval av bakteriestammar. Med andra ord, om en forskare ville studera interaktionen mellan två plasmider och infoga dem båda i en encellig organisme, såsom jäst, kunde inte forskaren använda neomycin- eller gentamycinresistens som en markör om kanamycinresistens redan är förlitat på.

Kanamycinresistens används vanligtvis i laboratorier, och det har blivit ett vanligt selektionsmedel för användning i genetiskt modifierade organismer. Som ett av de vanligaste antibiotika antas kanamycin finnas i överflöd. Följaktligen finns det få begränsningar för användningen av kanamycin i växttransgener och genetiska modifieringar av växter för storskalig industriell jordbruksproduktion.