遺伝子改変マウスについて

トランスジェニック（遺伝子導入）は、文字通りある生物のゲノムに（染色体に組み込まれたかたちで）、人為的に外来の遺伝子を導入したものです。

ですから、ノックアウトにせよノックインにせよ、トランスジェニックの一種です。組み換えDNA実験の法令のなかでも、すべて遺伝子導入生物として扱われます。

実際の現場では、トランスジェニックは、特に外来の遺伝子を染色体上の不特定の場所に挿入させることをさします。たとえば、ある変異の原因遺伝子がこれであるということを証明するために、正常な遺伝子を導入することで変異体の表現型が回復するかどうかを見るような場合に使います。マウスでは、受精卵にDNAを注射して、妊娠マウスに借り腹させて作成します。

ノックアウトは、ある遺伝子をつぶしたときにどういう異常が起こるかを見るために行われます。これは、狙った遺伝子と相同な配列を持ち、内部に遺伝子の機能を失わせるような欠失や挿入、あるいはストップコドンなどを導入したDNAを入れて、相同組み換えによってゲノム上の遺伝子と入れ替えることによって行います。うまく相同組み換えがおこる頻度は非常に低いので、受精卵に注射するのではなく、細胞培養実験のテクニックを利用して、多数の胚性幹細胞（ES cell）に、どばっとDNAを導入して、そのなかから、うまくいったものをスクリーニングするという方法がとられます。これを、別に採取した胚に移植して作成します。詳しいことは割愛します。

ノックインは、ノックアウトと同様に作成しますが、ゲノム上の遺伝子と入れ替える部分に、何か機能的な遺伝子を入れておくところが違います。たとえば、ある遺伝子の内部にGFP（クラゲ由来の蛍光たんぱく質）遺伝子を導入すると、その遺伝子の発現する場所や時期が、蛍光によってモニターできるようになります。最近では、ノックアウトを目的とする場合でも、発現の指標となるような遺伝子のノックインが同時にできるようにデザインすることが普通になってきました。

transgenicとknock-inの違いについてですが、transgenicというのは、その名の通り遺伝子改変という比較的広い意味で使用することが多いです。

それに対し、knock-in、knock-outという用語はgene targetingの技術を用いて特定のDNA配列を欠損または挿入することを示します。そのため、knock-outの場合は遺伝子の転写そのものを無くすようなDNA配列を削ったり、タンパクになったときに触媒部位となるDNA配列を削ったりして、結果としては、ほとんどが遺伝子機能を無くすために行われます。それに対し、knock-inの場合はDNA配列の挿入ですので、ご指摘の通り新たな遺伝子を挿入することもあります。しかし、DNA配列を挿入する場所を既存の遺伝子のエクソン内などのcoding regionにknock-inした場合では遺伝子の読み枠がずれて、結果的には遺伝子を欠損さる場合もあります（こういうknock-outに対しては特にノックインノックアウトと呼んだりします）。というふうに、knock-in、knock-outもtransgenicの一種ですが、gene targetingに重点を置いた用語と言う感じでしょうか。

チョット解り難いかもしれませんが，こちらに説明がありました。

　・http://www.med.osaka-u.ac.jp/pub/iexas/zitugikyo …
　　『 遺伝子改変動物の定義について 』

参考URL：http://www.med.osaka-u.ac.jp/pub/iexas/zitugikyo …