Zebrafish, Medaka un Tirquoise Killifish, lai izprastu cilvēka neirodeģeneratīvos / neirodeģeneratīvos traucējumus, 3. daļa

3.2. Vienkārša gēnu rediģēšana ar mazām zivtiņām

Tiek lēsts, ka aptuveni 71% cilvēka gēnu ir vismaz viens zebrafishgēna ortologs [31].

Attiecības starp cilvēka gēniem un atmiņu vienmēr ir bijušas lielas bažas. Zinātniskie pētījumi liecina, ka cilvēka gēniem ir ļoti liela ietekme uz mūsu atmiņu. Gēni ir cilvēka organismā dabiski pārmantota informācija un mantojuma ceļā tiek nodoti nākamajām paaudzēm. Šajā procesā gēni ietekmē mūsu fiziskās īpašības un funkcijas, tostarp mūsu atmiņu.

Pirmkārt, zinātnieki ir apstiprinājuši saistību starp dažiem gēniem un atmiņu. Piemēram, pētījumi par noteiktiem gēniem liecina, ka tiem ir galvenā loma, ietekmējot mācīšanos un atmiņu cilvēku smadzenēs. Šie gēni var ietekmēt saziņu starp neironiem smadzenēs, kā arī smadzeņu struktūru un funkcijas.

Turklāt pētījumi arī liecina, ka gēni var būt saistīti arī ar atmiņas attīstību. Tas nozīmē, ka dažiem cilvēkiem ir labākas atmiņas nekā citiem, un tas var būt saistīts ar labajiem gēniem, ko viņi manto.

Lai gan gēniem ir liela nozīme atmiņas ietekmēšanā, tie nav vienīgais faktors. Mūsu vide un pieredze var ietekmēt arī mūsu atmiņu. Mūsu smadzenes var uzlabot atmiņu, nepārtraukti mācoties un trenējoties, kas arī ir ļoti labvēlīga mūsu smadzeņu darbībai un veselībai.

Tāpēc mums ir jāsaglabā pozitīva attieksme un jāiesaistās efektīvā vingrošanā un mācībās, lai uzlabotu atmiņu. Tajā pašā laikā mēs varam arī atsaukties uz saviem gēniem, lai izprastu savas stiprās un vājās puses, lai labāk plānotu savu dzīvi un darbu. Vissvarīgākais ir tas, ka mums jāsaglabā optimistiska attieksme un vienmēr jātic, ka mums var būt labāka atmiņa, kas palīdzēs mums labāk sasniegt savus mērķus un vēlmes.

Rezumējot, attiecības starp cilvēka gēniem un atmiņu ir ļoti sarežģītas. Lai gan gēniem ir svarīga loma atmiņas ietekmēšanā, mūsu vide un pieredze ir vienlīdz svarīgas. Aktīvi piedalīsimies vingrošanā un mācībās, atraisīsim savu potenciālu un radīsim atmiņas brīnumus. Var redzēt, ka mums ir jāuzlabo atmiņa, un Cistanche deserticola var ievērojami uzlabot atmiņu, jo Cistanche deserticola ir tradicionāls ķīniešu ārstniecības materiāls, kam ir daudz unikālu efektu, no kuriem viens ir atmiņas uzlabošana. Cistanche deserticola iedarbīgumu nodrošina vairākas tajā esošās aktīvās sastāvdaļas, tostarp miecskābe, polisaharīdi, flavonoīdu glikozīdi utt. Šīs sastāvdaļas var veicināt smadzeņu veselību, izmantojot dažādus ceļus.

Noklikšķiniet uz zināt 10 veidus, kā uzlabot atmiņu

Turklāt aptuveni 84% gēnu, par kuriem zināms, ka tie ir saistīti ar cilvēku slimībām, zebrafish genomā ir ortologi [32].

Mazo zivju priekšrocība ir vienkāršas gēnu rediģēšanas procedūras. Efektīvu genoma inženieriju var panākt ar cinka pirkstu nukleāzēm (ZFN) vai transkripcijas aktivatoriem līdzīgiem efektoriem (TALEN) dažādos modeļu organismos, ieskaitot zebrazi un medaku [33–36], un CRISPR-Cas9 tehnikas parādīšanās ir padarījusi to daudz vieglāku. pēdējos gados izsist vai rediģēt konkrētus gēnus [37–39].

Mazām zivīm olšūnu veidošanās un apaugļošanās notiek ārpus vecāku ķermeņa, un apaugļotajās olās ar mikroinjekciju tiek ievadīti gēnu rediģēšanas faktori, kas pēc tam var izšķilties Petri trauciņā [40].

Piemēram, injicējot GFP mRNS embrijā, ir iespējams novērot rezultātus nākamajā dienā pēc injekcijas, negaidot dienas vai mēnešus [41]. Līdz šim ir ziņots par uzlabotām un progresīvām gēnu rediģēšanas metodēm, un ļoti mutagēnā CRISPR-Cas9 metode ļauj vienmērīgi injicēt F0 embrijus, kas atdarina nulles mutantus, padarot mutāciju indukciju ātru un efektīvu [42].

Uz morfolino antisensu oligonukleotīdiem balstīta mērķa gēnu iznīcināšana bieži ir veikta mazās zivīs, taču var būt fenotipiskas neatbilstības starp morfolino un izsituma fenotipiem [43]. Tas var būt saistīts ar morfolino izraisītu blakusefektu klātbūtni vai bezjēdzīgu mRNS sabrukšanu un ar to saistīto ģenētisko kompensāciju nokautiem indivīdiem [44].

Analizējot gēnu funkciju zebrazivīm, ļoti ieteicams ģenerēt mutantus un analizēt to fenotipus, nevis izmantot antisensu morfolino oligonukleotīdus. CRISPR-Cas9 sistēma arī nodrošina mērķa gēna vai specifisku gēna variantu ievadīšanu, izmantojot uz homoloģiju vērstu labošanu (HDR). ) vai citiem mehānismiem [45–50].

Stabila eksogēnās DNS ievadīšana zebrafish genomā tika panākta jau 1988. gadā [51]. I-SceI meganukleāzes enzīma vienlaicīga ievadīšana ar restrikcijas vietu nesošo transgēno vektoru [52] vai tol2 vai guļošā skaistuma transpozāzes koinjekcija ar transgēno vektoru, kas nes. transgēnā kasete, ko papildina cis-regulācijas atkārtojumi [53,54], ļoti efektīvi atvieglo transgēna dzimumšūnu transmisiju.

Šīs genoma inženierijas metodes attiecas uz zebrazivām, medakām un tirkīza kauliņiem, taču mēs domājam, ka ir grūti veikt mikroinjekciju tirkīza kauliņu olās. Tas ir saistīts ar salīdzinoši cieto tirkīza kauliņu horionu, salīdzinot ar zebrafish datukaku, un, lūdzu, skatiet lieliskās publikācijas par tirkīza kauliņu genoma inženieriju [55,56].

Ja to pašu darītu ar peli, embrija gēnu rediģēšana būtu sarežģīta operācija, kas prasītu apaugļotu olšūnu savākšanu no pārojušās mātītes ķermeņa, genoma inženierijas šķīduma mikroinjekciju olšūnu tīrīšanā un implantāciju. no injicētajām olām apseudogrūtnieces peles olvados, kas tehniski būtu daudz grūtāk un dārgāk.

Zebrafish var ražot vairāk nekā 100 olas vienā olšūnā, tāpēc ir viegli atlasīt indivīdus ar vēlamo gēnu rediģēšanu. Zebrafish nobriest par pieaugušajiem 3 mēnešu laikā, ļaujot audzēt nākamo paaudzi.

Medakas un tirkīzazivs olu skaits vienā olšūnā šķiet mazāks nekā zebrazivs, taču tās dēj olas katru dienu, ja pieaugušu zivju un akvārija stāvoklis ir ideāls.

Medakaand tirkīza slepkava var uzrādīt dzimumbriedumu attiecīgi aptuveni 2–3 mēnešu un 1 mēneša laikā. Salīdzinot ar pelēm, arī turpmākās pārvaldības izmaksas var ievērojami samazināties. Kā aprakstīts iepriekš, zebrafish un medaka ir galvenie ģenētisko manipulāciju modeļi, savukārt tirkīzzilā ir lielisks modelis novecošanas un ar vecumu saistītu traucējumu pētījumiem (1. attēls).

Tirkīza kauliņu novecošana ir aprakstīta nākamajā nodaļā. Izstrādājot ģenētisko pētījumu, izmantojot mazas zivis, ir jāapzinās vairākas ģenētiskās pazīmes.

Zebrazivs ir diploīds ar 25 hromosomām (25 × 2n) un ir tuvu cilvēkiem, taču to dzimuma hromosomas nav identificētas. Dzimuma noteikšanas mehānisms joprojām nav pilnībā atklāts, taču ir konstatēts, ka zebrazivs dzimumu var ietekmēt vides faktori. [57–59]. Turpretim medakaor tirkīza kauliņu dzimumu nosaka XX/XY dzimuma hromosomas [60–62].

Mugurkaulnieki, tostarp cilvēki, piedzīvoja visa genoma dublēšanos, kurā mūsu senčos genoms divkāršojās pirms aptuveni 500 miljoniem gadu. Turklāt teleosti, tostarp zebrafish, medaka un tirkīza kauliņi, piedzīvoja vēl vienu visa genoma dublēšanās kārtu [63–65].

Tāpēc dažos gēnos starp cilvēkiem un zebraziviem nav 1:1 atbilstības, un var būt divi ortoloģiski gēni. Fakts, ka ir divi ortologi, nozīmē, ka pat tad, ja viens no ortologiem tiek izsists, otrs paralogs var kompensēt savu funkciju.

Ir arī ziņots, ka pastāv atšķirības šo gēnu paralogu struktūrā, funkcijās un ekspresijas modeļos, kas varētu liecināt, ka katram gēnam ir sava nozīme [66].

Dažos gadījumos var būt nepieciešama šo divu ortoloģisko gēnu dubulta izslēgšana, lai izveidotu izslēgšanas līniju ar paredzamajiem fenotipiem, kas novēroti cilvēku slimībās vai traucējumos. Ir arī jāpārbauda, ​​vai interesējošā gēna ortologs pastāv vai nē (piemēram, SNCA teologs atrodas medakā, bet ne zebrafish).

For more information:1950477648nn@gmail.com