更新时间：2023-07-03 20:41
GAL4/UAS是存在于酵母中的基因表达调控系统。 UAS是upstream activating sequence的缩写。GAL4是转录调控因子，其Binding domain（BD）与UAS序列结合后，其Activity domain（AD）和promoter区域结合，从而诱导基因的表达。GAL4/UAS系统已广泛应用于各种基因调控研究中。虽然这是一个起源于酵母的调控系统，但是经过几代科学家的努力，这个系统最早是在果蝇（Drosophila）中建立，后来在小鼠、家蚕、爪蟾、斑马鱼、拟南芥（Arabidopsis）等模式生物中。结合各种信号分子，已成为研究中的明星。
系统简介
GAL4/UAS是存在于酵母中的基因表达调控系统。 UAS是upstream activating sequence的缩写。GAL4是转录调控因子，其Binding domain（BD）与UAS序列结合后，其Activity domain（AD）和promoter区域结合，从而诱导基因的表达。GAL4/UAS系统已广泛应用于各种基因调控研究中。虽然这是一个起源于酵母的调控系统，但是经过几代科学家的努力，这个系统最早是在果蝇（Drosophila）中建立，后来在小鼠、家蚕、爪蟾、斑马鱼、拟南芥（Arabidopsis）等模式生物中。结合各种信号分子，已成为研究中的明星。
GAL4/UAS系统的关键点在于：GAL4基因UAS一靶基因分别存在于两个转基因系中。GAL4转基因系中有转录激活子，但没有靶基因，体系的建立需要组织特异性的启动子或增强子；在UAS一靶基因系中，将需要的靶基因插入到UAS 下游,就可建立UAS - 转基因系。常用的报告基因有lacZ、GFP 等。由于UAS一靶基因系中，其转录激活不存在，因而靶基因处于沉默状态，只有将GAL4转基因系与UAS-靶基因系进行杂交，才可能产生特异表达靶基因的后代，既可以用于基因过表达，也可以用于基因敲除和细胞特异缺失。
GAL4/UAS 系统最早是在果蝇中建立, 在果蝇的多种组织中已成功利用GAL4 激活UAS- 靶基因。由于UAS - 靶基因系中没有GAL4 的存在, 靶基因处于沉默状态, 因此可建立带有致死性靶基因的UAS 转基因系, 利用GAL 4 转基因系与UAS- 致死基因靶细胞缺失与神经系统的功能研究等方面。破坏特殊的神经细胞突触通讯, 对研究神经冲动传递与特定行为模式之间的关系是非常有效的方法。破伤风毒素( tetanus toxin) 可阻止神经递质的释放, Suster M L, et al. 利用UAS- tetanus toxin( 破伤风毒素) 转基因系, 与150 个GAL 4 转基因系杂交, 在对子代的行为模式进行分析后, 发现神经元释放多巴胺和血清素受破伤风毒素影响后, 会引起果蝇幼虫头部转动缺陷。
蓖麻毒素的催化亚基A( Ricin A) 可通过不可逆地阻止蛋白质的合成导致细胞的死亡。一到两个分子的Ricin A 就可起到足够的致死效应, 因此必须防止Ricin A 的瞬时表达。利用FRT 在UAS 和ricin A 之间插入一个转录终止子就可阻断ricinA多巴胺的瞬时表达, 建立UAS - FRT- poly ( A) - FRT- ricin A 转基因系后, 利用FLP 重组酶切除转录终止子, 就可控制ricin A 的表达。在果蝇中建立的GAL 4/UAS - ricin A 转基因系统, 已用于使子代胚胎中枢神经系统的先驱神经元缺失, 对其引发的行为模式进行研究。
果蝇的头部进化缺损基因( head involution def ective, hid ) 和reaper , 在控制程序化细胞死亡中具有重要作用。以往的报道认为当它们单独表达的情况下不能诱导细胞的程序化死亡,只有两者共同存在才能发挥其功能。但利用GAL4嗜匀A 系统的研究发现, 当reap er 高水平表达时可独立行使诱导细胞程序化死亡的功能。利用GAL4 使UAS - reaper 和UAS - hid 共表达已成功地用于诱导细胞凋亡, 在胚胎期神经系统发育中使中线细胞缺失, 研究它们对轴突生长的作用。