KnockoutVerfahren

Knockout-Verfahren bezeichnet allgemein Verfahren, mit denen eine bestimmte Komponente, Funktion oder Signalkette in einem System gezielt deaktiviert oder entfernt wird. Ziel ist es, die Rolle dieses Elements zu klären, Auswirkungen von Fehlfunktionen zu untersuchen oder Sicherheits-, Qualitäts- und Forschungsfragen zu adressieren. Der Begriff wird in verschiedenen Fachgebieten verwendet, wobei die konkrete Umsetzung stark domänenspezifisch variiert und häufig ethische, regulatorische oder praktische Überlegungen berücksichtigt werden.

In der Molekularbiologie ist der Begriff besonders bekannt: Ein Gen wird durch Verlust der Funktionskopie funktionsunfähig gemacht, um seinen Einfluss zu untersuchen. Typische Methoden sind homologe Rekombination, das Cre-LoxP-System oder CRISPR-Cas9-basierte Editierung. Ziel ist es, den Beitrag des Genes zu Entwicklung, Verhalten oder Krankheit zu verstehen. Anwendungen umfassen Modellorganismen, Ziel-Validierung in der Pharmaforschung und das Verständnis krankheitsrelevanter Mechanismen. Wichtige Konzepte sind bedingte Knockouts, bei denen die Genfunktion nur unter bestimmten Bedingungen deaktiviert wird; Herausforderungen sind Off-Target-Effekte, Mosaicismus und ethische Bedenken.

Außerhalb der Biologie kommt der Begriff auch in Technik, Informatik oder Systemanalyse vor. Dort bezeichnet er das systematische Ausschalten oder Entfernen von Bauteilen oder Funktionen, um deren Rolle zu prüfen, Systemverhalten abzuleiten oder Sicherheits- bzw. Fehlertoleranz zu testen. Vorteile sind klare Kausalaussagen und fokussierte Analysen; Nachteile umfassen aufwendige Umsetzung, potenziellen Datenverlust sowie regulatorische oder ethische Fragen.

Historisch entwickelten sich Knockout-Verfahren in der Genetik in den 1980er/1990er Jahren, mit einem rapiden Fortschritt durch neue Editierungstechniken. Sie haben die Funktionsanalyse von Genen, die Modellierung von Krankheiten und die frühe Therapieforschung maßgeblich beeinflusst.