Вредный ген

Задача

Один из этапов получения генно-модифицированных микроорганизмов — отбор (селекция) клеток, успешно встроивших в свой геном или захвативших в качестве самостоятельно реплицирующегося элемента определенный набор генов. Часто процент таких клеток очень низок — всего 1 из 1 000 000; их требуется отобрать из огромного числа других клеток того же штамма, не содержащих этой «генетической конструкции». Для этого обычно используют так называемые «маркерные» гены. Эти гены могут, например, кодировать ферменты, которые разлагают определенный антибиотик. Если поместить смесь клеток в среду, содержащую этот антибиотик, то на ней выживут и дадут потомство только те клетки, в которых есть соответствующий маркерный ген, а остальные — погибнут.

Давайте назовем это «прямой» селекцией: мы отбираем только те клетки, в которых работает определенный ген. Однако иногда бывает необходимость провести и «обратную» селекцию — отобрать те клетки, в которых нет заданного гена или заданный ген не работает. Под словами «ген не работает» мы подразумеваем наличие в этом гене такой мутации, которая не позволяет правильно функционировать закодированному им белку. Обычно маркерные гены позволяют проводить «прямую» селекцию, однако есть и гены, для которых легко проверять их отсутствие. Есть даже гены, позволяющие проводить как «прямую», так и «обратную» селекцию. Такие гены — очень удобный инструмент генной инженерии.

Как вы думаете, каков может быть принцип обратной селекции? Какие функции могут выполнять белки, закодированные маркерными генами для обратной селекции? А что должен делать белок, закодированный геном-маркером, который годится и для прямой, и для обратной селекции?