Zebrafish, medaka ir turquoise killfish, skirtas suprasti žmogaus neurodegeneracinius / neurodegeneracinius sutrikimus, 3 dalis

3.2. Lengvas genų redagavimas naudojant mažas žuvis

Apskaičiuota, kad maždaug 71% žmogaus genų turi bent vieną zebrafishgeno ortologą [31].

Žmogaus genų ir atminties santykis visada kėlė didelį susirūpinimą. Moksliniai tyrimai rodo, kad žmogaus genai turi labai didelę įtaką mūsų atminčiai. Genai yra natūraliai žmogaus organizme paveldima informacija, kuri paveldėjimo būdu perduodama ateities kartoms. Šiame procese genai daro įtaką mūsų fizinėms savybėms ir funkcijoms, įskaitant atmintį.

Pirma, mokslininkai patvirtino ryšį tarp kai kurių genų ir atminties. Pavyzdžiui, tam tikrų genų tyrimai rodo, kad jie atlieka pagrindinį vaidmenį įtakojant mokymąsi ir atmintį žmonių smegenyse. Šie genai gali turėti įtakos smegenų neuronų ryšiui, taip pat smegenų struktūrai ir funkcijai.

Be to, tyrimai taip pat rodo, kad genai taip pat gali būti susiję su atminties raida. Tai reiškia, kad kai kurie žmonės turi geresnę atmintį nei kiti, ir tai gali būti dėl gerų genų, kuriuos jie paveldi.

Nors genai vaidina svarbų vaidmenį įtakojant atmintį, jie nėra vienintelis veiksnys. Mūsų aplinka ir patirtis taip pat gali turėti įtakos mūsų atminčiai. Mūsų smegenys gali pagerinti atmintį nuolat mokydamosi ir treniruodamosi, o tai taip pat labai naudinga mūsų smegenų veiklai ir sveikatai.

Todėl turėtume išlaikyti teigiamą požiūrį ir efektyviai sportuoti bei mokytis, kad pagerintume atmintį. Tuo pačiu metu mes taip pat galime remtis savo genais, kad suprastume savo stipriąsias ir silpnąsias puses, kad galėtume geriau planuoti savo gyvenimą ir darbą. Svarbiausia, kad turėtume išlaikyti optimistišką požiūrį ir visada tikėti, kad galime turėti geresnę atmintį, kuri padės mums geriau pasiekti savo tikslus ir norus.

Apibendrinant galima pasakyti, kad ryšys tarp žmogaus genų ir atminties yra labai sudėtingas. Nors genai vaidina svarbų vaidmenį darydami įtaką atminčiai, mūsų aplinka ir patirtis yra vienodai svarbūs. Aktyviai dalyvaukime mankštose ir mokymuose, išlaisvinkime savo potencialą ir kurkime savo atminties stebuklus. Matyti, kad turime gerinti atmintį, o Cistanche deserticola gali žymiai pagerinti atmintį, nes Cistanche deserticola yra tradicinė kinų vaistinė medžiaga, turinti daug unikalių poveikių, vienas iš jų – gerinti atmintį. Cistanche deserticola veiksmingumą lemia daugybė jame esančių veikliųjų medžiagų, įskaitant tanino rūgštį, polisacharidus, flavonoidinius glikozidus ir kt. Šie ingredientai įvairiais būdais gali skatinti smegenų sveikatą.

Spustelėkite žinoti 10 būdų, kaip pagerinti atmintį

Be to, maždaug 84% genų, kurie, kaip žinoma, yra susiję su žmonių ligomis, turi ortologus zebrafish genome [32].

Mažos žuvys turi paprastų genų redagavimo procedūrų pranašumą. Veiksmingą genomo inžineriją gali pasiekti cinko pirštų nukleazės (ZFN) arba transkripcijos aktyvatorius panašūs efektoriai (TALEN) įvairiuose modeliuose organizmuose, įskaitant zebražuvį ir medaką [33–36], o CRISPR-Cas9 technikos atsiradimas tapo daug lengvesnis. išmušti ar redaguoti konkrečius genus pastaraisiais metais [37–39].

Mažose žuvyse kiaušialąstės ir apvaisinimas vyksta už tėvų kūno ribų, o genų redagavimo faktoriai įvedami į apvaisintus ikrus mikroinjekcijomis, kurie vėliau gali išsiritti Petri lėkštelėje [40].

Pavyzdžiui, suleidus GFP mRNR į embrioną, rezultatus galima stebėti kitą dieną po injekcijos, nelaukiant dienų ar mėnesių [41]. Iki šiol buvo pranešta apie patobulintus ir pažangius genų redagavimo metodus, o labai mutageniškas CRISPR-Cas9 metodas leidžia net suleisti F0 embrionus, imituojančius nulinius mutantus, todėl mutacijų indukcija yra greita ir efektyvi [42].

Morfolino antisensinis oligonukleotidas pagrįstas tikslinių genų numušimas dažnai buvo atliekamas mažose žuvyse, tačiau tarp morfolino ir išmušimo fenotipų gali būti fenotipinių neatitikimų [43]. Tai gali būti dėl morfolino sukelto pašalinio poveikio arba dėl nesąmonės sukelto mRNR skilimo ir susijusios genetinės kompensacijos išmuštiems asmenims [44].

Analizuojant zebrafinių žuvų genų funkciją, primygtinai rekomenduojama generuoti mutantus ir analizuoti jų fenotipus, o ne naudoti antisensinius morfolino oligonukleotidus. CRISPR-Cas9 sistema taip pat leidžia įvesti tikslinį geną arba specifinius genovariantus, naudojant homologija nukreiptą taisymą (HDR). ) ar kitais mechanizmais [45–50].

Stabilus egzogeninės DNR įvedimas į zebražuvės genomą buvo pasiektas jau 1988 m. [51]. I-SceI meganukleazės fermento injekcija kartu su transgeniniu vektoriumi, turinčiu restrikcijos vietas [52] arba tol2 arba miegančiosios gražuolės transpozazės injekcija kartu su transgeniniu vektoriumi. transgeninė kasetė su cis-reguliaciniais pasikartojimais [53,54] labai veiksmingai palengvina transgeno lytinių ląstelių perdavimą.

Šie genomo inžinerijos metodai taikomi zebražuvėms, medakams ir turkio spalvos žuvims, tačiau manome, kad sunku atlikti mikroinjekciją į turkio spalvos žuvų kiaušinius. Taip yra dėl santykinai kieto turkio žuvų choriono, palyginti su zebrafish žuvų žuvimi, ir maloniai prašome perskaityti puikias publikacijas apie turkio žuvų genomo inžineriją [55, 56].

Jei tas pats būtų daroma su pele, embriono genų redagavimas būtų sudėtinga operacija, dėl kurios reikėtų surinkti apvaisintus kiaušinėlius iš susiporavusios pelės patelės kūno, mikroinjektuoti genomo inžinerinį tirpalą į kiaušinėlių pjaustymo operacijas ir implantuoti. suleistų kiaušinėlių į apseudonėščios pelės kiaušintakius, o tai techniškai būtų daug sunkiau ir brangiau.

Zebrafish gali išauginti daugiau nei 100 kiaušinėlių per vieną kiaušialąstę, todėl lengva paimti asmenis su norimu genų redagavimu. Zebrafish subręs per 3 mėnesius, todėl bus galima veisti kitą kartą.

Medakos ir turkio žuvies kiaušinėlių skaičius per kiaušinėlius atrodo mažesnis nei zebrafinių žuvų, tačiau jie deda kiaušinėlius kiekvieną dieną, jei suaugusių žuvų ir akvariumo būklė yra ideali.

Medakaand turquoise molifish gali parodyti lytinį brendimą maždaug per 2–3 mėnesius ir 1 mėnesį. Palyginti su pelėmis, vėlesnio valdymo išlaidos taip pat gali būti žymiai sumažintos. Kaip aprašyta aukščiau, zebrafish ir medaka yra pagrindiniai genetinės manipuliacijos modeliai, o turkio spalvos žuvienė yra puikus senėjimo ir su amžiumi susijusių sutrikimų tyrimų modelis (1 pav.).

Turkio žuvies senėjimas aprašytas kitame skyriuje. Planuojant genetinį tyrimą naudojant mažas žuvis, būtina atsižvelgti į keletą genetinių savybių.

Zebražuvės yra diploidinės su 25 chromosomomis (25 × 2n) ir yra artimos žmonėms, tačiau jų lyties chromosomos nenustatytos. Lyties nustatymo mechanizmas vis dar nėra visiškai atskleistas, tačiau buvo nustatyta, kad zebražuvių lytį gali paveikti aplinkos veiksniai. [57–59]. Priešingai, medakaor turkio spalvos žuvų lytį lemia XX/XY lytinės chromosomos [60–62].

Stuburiniai gyvūnai, įskaitant žmones, patyrė viso genomo dubliavimą, kurio metu mūsų protėvių genomas padvigubėjo maždaug prieš 500 milijonų metų. Be to, teleostai, įskaitant zebražuvę, medaką ir turkio spalvos žuvis, patyrė dar vieną viso genomo dubliavimosi etapą [63–65].

Todėl kai kuriuose genuose tarp žmonių ir zebražuvių nėra 1:1 atitikimo ir gali būti du ortologiniai genai. Tai, kad yra du ortologai, reiškia, kad net jei vienas iš ortologų bus išmuštas, kitas paralogas gali kompensuoti savo funkciją.

Taip pat buvo pranešta, kad šių genų paralogų struktūra, funkcijos ir ekspresijos modeliai skiriasi, o tai gali reikšti, kad kiekvienas genas turi savo reikšmę [66].

Kai kuriais atvejais gali prireikti dvigubo tų dviejų ortologinių genų išmušimo, kad būtų nustatyta išmušimo linija su numatomais fenotipais, pastebėtais sergant žmonių ligomis ar sutrikimais. Taip pat būtina patikrinti, ar dominančio geno ortologas egzistuoja, ar ne (pvz., SNCA teologas yra medakoje, bet ne zebrafish).

For more information:1950477648nn@gmail.com