Zebrafish, Medaka i tirkizna morska riba za razumijevanje ljudskih neurodegenerativnih/neurorazvojnih poremećaja, dio 3

3.2. Jednostavnost uređivanja gena s malim ribama

Procjenjuje se da otprilike 71% ljudskih gena ima barem jednog ortologa zebrice [31].

Odnos između ljudskih gena i pamćenja oduvijek je bio tema koja je zabrinjavala. Naučna istraživanja pokazuju da ljudski geni imaju veoma važan uticaj na naše pamćenje. Geni su prirodno naslijeđene informacije u ljudskom tijelu i prenose se na buduće generacije putem nasljeđivanja. U tom procesu geni utiču na naše fizičke karakteristike i funkcije, uključujući i naše pamćenje.

Prvo, naučnici su potvrdili vezu između nekih gena i pamćenja. Na primjer, istraživanja određenih gena pokazuju da oni igraju ključnu ulogu u utjecaju na učenje i pamćenje u mozgu ljudi. Ovi geni mogu utjecati na komunikaciju između neurona u mozgu, kao i na strukturu i funkciju mozga.

Osim toga, istraživanja također pokazuju da geni također mogu biti povezani s razvojem pamćenja. To znači da neki ljudi imaju bolje pamćenje od drugih, a to je možda zbog dobrih gena koje nasljeđuju.

Iako geni igraju važnu ulogu u utjecaju na pamćenje, oni nisu jedini faktor. Naše okruženje i iskustva također mogu utjecati na naše pamćenje. Naš mozak može poboljšati pamćenje kroz kontinuirano učenje i trening, što je također vrlo korisno za našu moždanu aktivnost i zdravlje.

Stoga bismo trebali zadržati pozitivan stav i uključiti se u efikasne vježbe i učenje kako bismo poboljšali svoje pamćenje. Istovremeno, možemo se osvrnuti i na naše gene kako bismo razumjeli svoje snage i slabosti kako bismo bolje planirali svoj život i rad. Najvažnije je da zadržimo optimističan stav i da uvijek vjerujemo da možemo imati bolje pamćenje, što će nam pomoći da bolje ostvarimo svoje ciljeve i želje.

Ukratko, odnos između ljudskih gena i pamćenja je vrlo složen. Dok geni igraju važnu ulogu u utjecaju na pamćenje, naše okruženje i iskustva su jednako važni. Hajde da aktivno učestvujemo u vežbanju i učenju, oslobodimo svoj potencijal i stvorimo svoja čuda pamćenja. Vidi se da moramo poboljšati pamćenje, a cistanche deserticola može značajno poboljšati pamćenje jer je cistanche deserticola tradicionalni kineski ljekoviti materijal koji ima mnogo jedinstvenih učinaka, od kojih je jedno poboljšanje pamćenja. Djelotvornost Cistanche deserticola dolazi od višestrukih aktivnih sastojaka koje sadrži, uključujući taninsku kiselinu, polisaharide, flavonoidne glikozide, itd. Ovi sastojci mogu promovirati zdravlje mozga na različite načine.

Kliknite na saznajte 10 načina za poboljšanje memorije

Osim toga, otprilike 84% gena za koje se zna da su povezani s ljudskim bolestima imaju ortologe u genomu zebrice [32].

Male ribe imaju prednost jednostavnih procedura za uređivanje gena. Efikasan inženjering genoma može se postići nukleazama cinkovih prstiju (ZFN) ili efektorima sličnim aktivatorima transkripcije (TALEN) u različitim modelnim organizmima, uključujući zebricu i medaku [33–36], a pojava CRISPR-Cas9 tehnike je to učinila mnogo lakšim nokautirati ili urediti specifične gene posljednjih godina [37–39].

Kod malih riba, ovipozicija i oplodnja se dešavaju izvan tijela roditelja, a faktori za uređivanje gena se uvode u oplođena jajašca mikroinjekcijama, koja se zatim mogu izleći u petrijevoj posudi [40].

Na primjer, ubrizgavanjem GFP mRNA u embrion, moguće je posmatrati rezultate dan nakon injekcije bez čekanja danima ili mjesecima [41]. Do sada su prijavljene poboljšane i napredne tehnike za uređivanje gena, a visoko mutagena CRISPR-Cas9 metoda omogućava ravnomjerno ubrizgavanje F0 embriona koji oponašaju nulte mutante, čineći indukciju mutacija brzom i efikasnom [42].

Nokdaun ciljnih gena na bazi morfolino antisens oligonukleotida često se provodi kod malih riba, ali može postojati fenotipska neslaganja između morfolino i nokaut fenotipova [43]. Ovo može biti zbog prisustva morfolino induciranih efekata van cilja ili prisustva besmisleno posredovanog raspada mRNA i povezane genetske kompenzacije kod nokaut osoba [44].

U analizi funkcije gena u zebrice, snažno se preporučuje generiranje mutanata i analiza njihovih fenotipova umjesto upotrebe antisens morfolino oligonukleotida. CRISPR-Cas9 sistem također omogućava ubacivanje ciljnog gena ili specifičnih genetskih varijanti korištenjem popravke usmjerene na homologiju (HDR ) ili drugim mehanizmima [45–50].

Stabilno uvođenje egzogene DNK u genom zebrice postignuto je već 1988. godine [51]. Koinjekcija enzima I-SceI meganukleaze zajedno sa transgenim vektorom koji nosi restrikcijska mjesta [52] ili koinjekcija tol2 ili transpozaze uspavane ljepote sa transgenim vektorom koji nosi transgenezu. transgenska kaseta okružena cis-regulatornim ponavljanjima [53,54] vrlo efikasno olakšava prenos transgena zametne linije.

Ove tehnike genomskog inženjeringa primjenjuju se na zebricu, medaku i tirkiznu morsku ribu, ali mislimo da je teško provesti mikroinjekciju u jaja tirkizne morske ribe. Ovo je zbog relativno tvrdog horiona tirkizne morske ribe u poređenju sa zebricom i medakom, i molimo vas da pogledate odlične publikacije o genomskom inženjeringu tirkizne morske ribe [55,56].

Ako bi se ista stvar uradila s mišem, uređivanje gena embrija bi bila složena operacija koja bi zahtijevala sakupljanje oplođenih jajašca iz tijela sparene ženke miša, mikroinjektiranje otopine genomskog inženjeringa u čiste operacije jajeta i implantaciju ubrizganih jajnih ćelija u jajovode apseudotrudnoće miša, što bi tehnički bilo mnogo teže i skuplje.

Zebra može proizvesti više od 100 jaja po jajnoj poziciji, što olakšava odabir pojedinačnih jedinki sa željenim uređivanjem gena. Zebrafish će sazreti u odrasle jedinke za 3 meseca, što će omogućiti razmnožavanje sledeće generacije.

U slučaju medake i tirkizne ribice, broj jaja po ovipoziciji čini se manjim nego kod zebrica, ali one polažu jaja svaki dan ako je stanje odrasle ribe i akvarija idealno.

Medaka i tirkizna morska riba mogu pokazati spolno sazrijevanje za otprilike 2-3 mjeseca odnosno 1 mjesec. U poređenju s miševima, troškovi naknadnog upravljanja također mogu biti znatno smanjeni. Kao što je gore opisano, zebra i medaka su glavni modeli za genetsku manipulaciju, dok tirkizna morska riba predstavlja odličan model za proučavanje starenja i poremećaja povezanih sa starenjem (Slika 1).

Starenje tirkizne morske ribe opisano je u sljedećem poglavlju. Prilikom dizajniranja genetske studije na malim ribama, potrebno je biti svjestan nekoliko genetskih karakteristika.

Zebrice su diploidne sa 25 hromozoma (25 × 2n) i bliske su ljudima, ali njihovi polni hromozomi nisu identifikovani. Mehanizam određivanja pola još uvek nije u potpunosti otkriven, ali je ustanovljeno da na spol zebrice mogu uticati faktori iz okoline. [57–59]. Nasuprot tome, spol medaka ili tirkizne morske ribe određen je XX/XY polnim hromozomima [60–62].

Kičmenjaci, uključujući ljude, iskusili su duplikaciju cijelog genoma u kojoj se genom udvostručio kod naših predaka prije otprilike 500 miliona godina. Nadalje, teleosti, uključujući zebricu, medaku i tirkiznu morsku ribu, doživjeli su još jedan krug umnožavanja cijelog genoma [63–65].

Stoga, u nekim genima ne postoji korespondencija 1:1 između ljudi i zebrice, i mogu postojati dva ortologna gena. Činjenica da postoje dva ortologa znači da čak i ako je jedan od ortologa izbačen, drugi paralog može biti u stanju da nadoknadi svoju funkciju.

Također je objavljeno da postoje razlike u strukturi, funkciji i obrascima ekspresije između paraloga ovih gena, što bi moglo sugerirati da svaki gen ima svoj vlastiti značaj [66].

U nekim slučajevima, dvostruki nokaut ova dva ortologna gena može biti neophodan da bi se uspostavila linija anokauta sa očekivanim fenotipovima koji se mogu vidjeti kod ljudskih bolesti ili poremećaja. Također je potrebno provjeriti postoji li ortolog gena od interesa ili ne (npr. teortolog SNCA je prisutan u medaki, ali ne i u zebrici).

For more information:1950477648nn@gmail.com