علامة قابلة للتحديد

الواسم الانتقائي هو جين يُدخل إلى الخلايا ، وخاصة البكتيريا أو الخلايا المزروعة ، ليمنحها صفة أو أكثر مناسبة للاختيار الاصطناعي . وهو نوع من الجينات المُبلِّغة المستخدمة في علم الأحياء الدقيقة المختبري ، وعلم الأحياء الجزيئي ، والهندسة الوراثية ، للإشارة إلى نجاح عملية النقل الجيني أو التحويل أو أي إجراء آخر يهدف إلى إدخال حمض نووي غريب إلى الخلية. غالبًا ما تكون الواسمات الانتقائية جينات مقاومة للمضادات الحيوية : تُزرع البكتيريا التي خضعت لإجراء يتم فيه إدخال حمض نووي خارجي يحتوي على جين مقاومة للمضادات الحيوية (عادةً إلى جانب جينات أخرى ذات أهمية ) في وسط يحتوي على مضاد حيوي ، بحيث لا تستطيع البقاء وإنتاج المستعمرات إلا الخلايا البكتيرية التي نجحت في امتصاص المادة الوراثية المُدخلة والتعبير عنها ، بما في ذلك الجين الذي يمنح مقاومة المضادات الحيوية . تُستخدم الجينات التي تُشفِّر مقاومة المضادات الحيوية مثل الأمبيسيلين ، والكلورامفينيكول ، والتتراسيكلين ، والكاناميسين ، وغيرها، على نطاق واسع كواسمات انتقائية للاستنساخ الجزيئي وتقنيات الهندسة الوراثية الأخرى في بكتيريا الإشريكية القولونية .

تُمكّن المؤشرات الانتقائية العلماء من فصل الكائنات غير المُعدّلة وراثيًا (التي لا تحتوي على المؤشر الانتقائي) عن الكائنات المُعدّلة وراثيًا (التي تحتوي عليه)؛ أي، يتم إدخال جزيء DNA مُعدّل وراثيًا ، مثل ناقل التعبير البلازميدي ، إلى الخلايا البكتيرية ، فتتحول بعض البكتيريا بنجاح بينما تبقى أخرى غير مُعدّلة. تُعد المضادات الحيوية، مثل الأمبيسيلين ، سامة لمعظم البكتيريا عند تركيزات كافية، والتي تفتقر عادةً إلى مقاومة لها؛ فعند زراعتها في وسط غذائي يحتوي على الأمبيسيلين، تفشل البكتيريا التي تفتقر إلى مقاومة الأمبيسيلين في الانقسام وتموت في النهاية. يُسجل موقعها لاحقًا على ورق نيتروسليلوز، ثم تُفصل لنقلها إلى وسط غذائي لإنتاج المنتج المطلوب بكميات كبيرة. يُعد المؤشر القابل للفحص بديلًا للمؤشر الانتقائي، وهو نوع آخر من الجينات المُبلِّغة التي تُمكّن الباحث من التمييز بين الخلايا أو المستعمرات المرغوبة وغير المرغوبة، كما هو الحال بين المستعمرات الزرقاء والبيضاء في فحص الأزرق والأبيض . هذه الخلايا المرغوبة أو غير المرغوبة هي ببساطة خلايا غير متحولة لم تتمكن من استيعاب الجين القابل للفحص أثناء التجربة.

في أبحاث البيولوجيا الجزيئية، يمكن استخدام أنواع مختلفة من المؤشرات بناءً على الاختيار المطلوب. وتشمل هذه:

• تُعدّ المؤشرات الإيجابية أو الانتقائية مؤشرات قابلة للانتقاء تُكسب الكائن المضيف ميزة انتقائية. ^{[ 1 ]} ومن الأمثلة على ذلك مقاومة المضادات الحيوية، التي تسمح للكائن المضيف بالنجاة من الانتقاء الناتج عن المضادات الحيوية.
• العلامات السلبية أو المضادة للاختيار هي علامات اختيارية تقضي على نمو الكائن المضيف أو تثبطه عند اختياره. ^{[ 2 ]} ومن الأمثلة على ذلك إنزيم ثيميدين كيناز ، الذي يجعل الكائن المضيف حساسًا لاختيار غانسيكلوفير .
• قد تعمل المؤشرات الانتقائية كمؤشرات إيجابية وسلبية في آنٍ واحد ، إذ تُعطي ميزةً للكائن المضيف في ظروف معينة، بينما تُثبّط نموه في ظروف أخرى. ومن الأمثلة على ذلك إنزيمٌ قادرٌ على تعويض نقص التغذية (انتقاء إيجابي) وقادرٌ على تحويل مادة كيميائية إلى مركب سام (انتقاء سلبي).

تتضمن أمثلة العلامات القابلة للتحديد ما يلي:

• إنزيم بيتا لاكتاماز ، الذي يمنح مقاومة للأمبيسيلين للمضيفات البكتيرية.
• جين Neo من Tn5، الذي يمنح مقاومة للكاناميسين في البكتيريا والجنتيسين في الخلايا حقيقية النواة. ^{[ 3 ]}
• جين FabI الطافر (mFabI) ​​من جينوم الإشريكية القولونية ، والذي يمنح المضيف مقاومة للتريكلوسان . ^{[ 4 ]}
• يُعدّ URA3 ، وهو إنزيم ديكاربوكسيلاز أوروتيدين-5' فوسفات من الخميرة، علامة اختيار إيجابية وسلبية. وهو ضروري لتخليق اليوراسيل، ويمكنه تعويض طفرات URA3 التي تفتقر إلى اليوراسيل (اختيار إيجابي). كما يحوّل إنزيم URA3 حمض 5-فلورو أوروتيك (5FOA) إلى مركب 5-فلورويوراسيل السام ، لذا فإن أي خلايا تحمل جين URA3 ستموت في وجود 5FOA (اختيار سلبي). ^{[ 5 ]}

في المستقبل، سيتطلب الأمر استخدام تقنيات الواسمات البديلة بشكل أكبر، على الأقل لتبديد المخاوف بشأن استمرارها في المنتج النهائي. ومن المحتمل أيضًا أن تُستبدل الواسمات تمامًا بتقنيات مستقبلية تستخدم واسمات قابلة للإزالة، وتقنيات أخرى لا تستخدم الواسمات على الإطلاق، بل تعتمد على التحويل المشترك ، وإعادة التركيب المتماثل ، والاستئصال بوساطة إنزيمات إعادة التركيب . ^{[ 6 ]}

• الواسم الجيني
• جين مؤشر
• المؤشرات الحيوية