Genový knockout (zkratka: KO) je genetická technika, při níž je organismus navržen tak, aby nesl geny, které byly vyřazeny (vyřazeny) z organismu). To se provádí pro výzkumné účely. Také známé jako knockout organismy nebo prostě knockouty, používají se při učení o genu, který byl sekvenován, ale který má neznámou nebo neúplně známou funkci. Výzkumníci vyvozují závěry z rozdílu mezi knockout organismem a normálními jedinci.
Termín také odkazuje na proces vytvoření takového organismu, jako je „knocking out“ gen. Tato technika je v podstatě opakem genového knockoutu. Knockout je často zkráceně KO. Knockout dva geny současně v organismu je známý jako double knockout (DKO). Podobně se termíny triple knockout (TKO) a quadruple knockout (QKO) používají k popisu 3 nebo 4 knockout genů, respektive.
Knockout se provádí kombinací technik, počínaje ve zkumavce plazmidem, bakteriálním umělým chromozomem nebo jiným konstruktem DNA a postupuje se k buněčné kultuře. Jednotlivé buňky jsou geneticky transformovány s konstruktem DNA. Často je cílem vytvořit transgenní zvíře, které má pozměněný gen. Pokud ano, embryonální kmenové buňky jsou geneticky transformovány a vloženy do raných embryí. Výsledná zvířata s genetickou změnou v jejich zárodečných buňkách pak mohou často přenést genový knockout na budoucí generace.
Konstrukce je zkonstruována tak, aby se rekombinovala s cílovým genem, čehož se dosáhne začleněním sekvencí z genu samotného do konstrukce. Rekombinace pak nastane v oblasti této sekvence uvnitř genu, což má za následek vložení cizí sekvence za účelem narušení genu. Po přerušení sekvence se pozměněný gen ve většině případů přeloží do nefunkčního proteinu, pokud se vůbec přeloží.
Podmíněný knockout umožňuje genovou delece tkáňově nebo časově specifickým způsobem. To se provádí zavedením krátkých sekvencí zvaných loxP místa kolem genu. Tyto sekvence budou zavedeny do zárodečné linie stejným mechanismem jako knock-in. Tato zárodečná linie pak může být převedena na jinou zárodečnou linii obsahující Cre-rekombinázu, což je bakteriální enzym, který dokáže tyto sekvence rozpoznat, rekombinovat je a vymaže gen, který je obklopen těmito místy.
Protože požadovaný typ rekombinace DNA je v případě většiny buněk a většiny konstruktů vzácnou událostí, cizí sekvence zvolená pro vložení obvykle zahrnuje reporter. To umožňuje snadný výběr buněk nebo jedinců, u kterých bylo vyřazení úspěšné. Někdy se DNA konstrukt vloží do chromozomu bez požadované homologní rekombinace s cílovým genem. Aby se předešlo izolaci takových buněk, DNA konstrukt často obsahuje druhou oblast DNA, která umožňuje takové buňky identifikovat a zlikvidovat.
U diploidních organismů, které obsahují dvě alely pro většinu genů a mohou také obsahovat několik příbuzných genů, které spolupracují ve stejné roli, se provádějí další kola transformace a selekce, dokud není každý cílený gen vyřazen. K vytvoření homozygotních vyřazených zvířat může být nutné selektivní šlechtění.
Knock-in je podobný knock-outu, ale místo toho nahrazuje gen jiným, místo aby jej vymazal.