Seeprakala, medaka ja turkoosi killifish ihmisen neurodegeneratiivisten/hermoston kehityshäiriöiden ymmärtämiseen, osa 3

3.2. Geenien muokkaamisen helppous pienten kalojen avulla

On arvioitu, että noin 71 prosentilla ihmisen geeneistä on vähintään yksi seeprakalageeniortologi [31].

Ihmisen geenien ja muistin välinen suhde on aina ollut suuri huolenaihe. Tieteelliset tutkimukset osoittavat, että ihmisen geeneillä on erittäin tärkeä vaikutus muistiimme. Geenit ovat luonnostaan ​​periytyvää tietoa ihmiskehossa, ja ne siirtyvät tuleville sukupolville perinnön kautta. Tässä prosessissa geenit vaikuttavat fyysisiin ominaisuuksiimme ja toimintoihimme, mukaan lukien muistimme.

Ensinnäkin tutkijat ovat vahvistaneet joidenkin geenien ja muistin välisen suhteen. Esimerkiksi tiettyjen geenien tutkimus osoittaa, että niillä on keskeinen rooli ihmisten aivoissa oppimiseen ja muistiin vaikuttamisessa. Nämä geenit voivat vaikuttaa aivojen neuronien väliseen viestintään sekä aivojen rakenteeseen ja toimintaan.

Lisäksi tutkimukset osoittavat myös, että geenit voivat liittyä myös muistin kehittymiseen. Tämä tarkoittaa, että joillakin ihmisillä on parempia muistoja kuin toisilla, ja tämä voi johtua hyvistä geeneistä, joita he perivät.

Vaikka geeneillä on tärkeä rooli muistiin vaikuttamisessa, ne eivät ole ainoa tekijä. Ympäristömme ja kokemuksemme voivat myös vaikuttaa muistiimme. Aivomme voivat parantaa muistia jatkuvan oppimisen ja harjoittelun avulla, mikä on myös erittäin hyödyllistä aivotoiminnallemme ja terveydellemme.

Siksi meidän tulee säilyttää myönteinen asenne ja harjoittaa tehokasta liikuntaa ja opiskella parantaaksemme muistiamme. Samalla voimme myös viitata geeneihin ymmärtääksemme vahvuuksiamme ja heikkouksiamme suunnitellaksemme elämäämme ja työskentelyämme paremmin. Tärkeintä on, että meidän tulee säilyttää optimistinen asenne ja aina uskoa, että meillä voi olla parempi muisti, mikä auttaa meitä saavuttamaan paremmin tavoitteemme ja toiveemme.

Yhteenvetona voidaan todeta, että ihmisen geenien ja muistin välinen suhde on hyvin monimutkainen. Vaikka geeneillä on tärkeä rooli muistiin vaikuttamisessa, ympäristömme ja kokemuksemme ovat yhtä tärkeitä. Osallistukaamme aktiivisesti liikuntaan ja oppimiseen, vapauttakaamme potentiaalimme ja luokaamme muistiihmeitämme. Voidaan nähdä, että meidän on parannettava muistia, ja Cistanche deserticola voi parantaa muistia merkittävästi, koska Cistanche deserticola on perinteinen kiinalainen lääkeaine, jolla on monia ainutlaatuisia vaikutuksia, joista yksi on parantaa muistia. Cistanche deserticolan teho johtuu sen sisältämistä useista aktiivisista ainesosista, mukaan lukien tanniinihappo, polysakkaridit, flavonoidiglykosidit jne. Nämä ainesosat voivat edistää aivojen terveyttä monin eri tavoin.

Napsauta Tiedä 10 tapaa parantaa muistia

Lisäksi noin 84 %:lla geeneistä, joiden tiedetään liittyvän ihmisen sairauksiin, on ortologeja seeprakalan genomissa [32].

Pienillä kaloilla on yksinkertaisten geenien muokkausmenetelmien etuna. Tehokas genomitekniikka voidaan saavuttaa sinkkisorminukleaasien (ZFN) tai transkriptioaktivaattorin kaltaisten efektorien (TALEN) avulla erilaisissa malliorganismeissa, mukaan lukien seeprakala ja medaka [33–36], ja CRISPR-Cas9-tekniikan ilmaantuminen on tehnyt siitä paljon helpompaa. tyrmätä tai muokata tiettyjä geenejä viime vuosina [37–39].

Pienillä kaloilla munasolu ja hedelmöitys tapahtuvat vanhemman kehon ulkopuolella, ja geeninmuokkaustekijöitä viedään hedelmöittyneisiin muniin mikroinjektiolla, jotka voivat sitten kuoriutua petrimaljassa [40].

Esimerkiksi injektoimalla GFP-mRNA:ta alkioon on mahdollista tarkkailla tuloksia injektion jälkeisenä päivänä odottamatta päiviä tai kuukausia [41]. Parannettuja ja kehittyneitä tekniikoita geenien muokkaamiseen on raportoitu tähän mennessä, ja erittäin mutageeninen CRISPR-Cas9-menetelmä mahdollistaa jopa F0-alkioiden injektion, jotka matkivat nollamutantteja, mikä tekee mutaatioiden induktiosta nopeaa ja tehokasta [42].

Morfolinon antisense-oligonukleotideihin perustuva kohdegeenien tuhoutuminen on usein suoritettu pienissä kaloissa, mutta morfolino- ja knockout-fenotyyppien välillä voi olla fenotyyppisiä eroja [43]. Tämä voi johtua morfolinon indusoimista sivuvaikutuksista tai nonsense-välitteisestä mRNA:n hajoamisesta ja siihen liittyvästä geneettisestä kompensaatiosta poikkeavilla yksilöillä [44].

Seeprakalan geenien toiminnan analysoinnissa on erittäin suositeltavaa tuottaa mutantteja ja analysoida niiden fenotyyppejä antisense-morfolino-oligonukleotidien sijaan. CRISPR-Cas9-järjestelmä mahdollistaa myös kohdegeenin tai tiettyjen geenivarianttien knock-in homologia-ohjatun korjauksen (HDR) avulla. ) tai muita mekanismeja [45–50].

Eksogeenisen DNA:n stabiili tuominen seeprakalan genomiin saavutettiin jo vuonna 1988 [51]. I-SceI-meganukleaasientsyymin yhteisinjektio yhdessä restriktiokohdat sisältävän siirtogeenisen vektorin kanssa [52] tai tol2:n tai nukkuvan kauneuden transposaasin yhteisinjektio siirtogeenisen vektorin kanssa. siirtogeeninen kasetti, jota reunustavat cis-säätelytoistot [53,54], helpottaa siirtogeenin ituradan siirtymistä erittäin tehokkaasti.

Nämä genomitekniikan tekniikat koskevat seeprakalaa, medakaa ja turkoosia tappajakalaa, mutta mielestämme on vaikea suorittaa mikroinjektiota turkoosin kalojen muniin. Tämä johtuu turkoosin kalakalan suhteellisen kovasta kuoriosta verrattuna seeprakalan dataakaan, ja ole hyvä ja katso erinomaisia ​​julkaisuja turkoosin kalojen genomisuunnittelusta [55,56].

Jos sama tehtäisiin hiiren kanssa, alkion geenien muokkaaminen olisi monimutkainen toimenpide, joka vaatisi hedelmöittyneiden munasolujen keräämisen paritetuista naaraista, genomitekniikan liuoksen mikroinjektiota munanmurskaan ja implantaatiota. injektoiduista munista apseudo-raskaana olevan hiiren munanjohtimiin, mikä olisi teknisesti paljon vaikeampaa ja kalliimpaa.

Seeprakala voi tuottaa yli 100 munaa per muninta, joten yksilöiden poimiminen on helppoa halutulla geenimuokkauksella. Seeprakalat kypsyvät aikuisiksi 3 kuukaudessa, mikä mahdollistaa seuraavan sukupolven kasvattamisen.

Medakan ja turkoosimillikalan munien määrä munasolua kohden näyttää pienemmältä kuin seeprakalalla, mutta ne munivat joka päivä, jos aikuisen kalan ja akvaarion kunto on ihanteellinen.

Medakaand turkoosi tappaja voi kypsyä noin 2–3 kuukaudessa ja 1 kuukaudessa. Hiiriin verrattuna myöhemmän hoidon kustannukset voivat myös pienentyä huomattavasti. Kuten edellä on kuvattu, seeprakala ja medaka ovat geneettisen manipulaation valtavirtamalleja, kun taas turkoosi tappaja tarjoaa erinomaisen mallin ikääntymisen ja ikääntymiseen liittyvien häiriöiden tutkimuksiin (kuva 1).

Turkoosin kaljan ikääntyminen kuvataan seuraavassa luvussa. Pienillä kaloilla geenitutkimusta suunniteltaessa tulee olla tietoinen useista geneettisistä piirteistä.

Seeprakalat ovat diploidisia, niissä on 25 kromosomia (25 × 2n) ja ne ovat lähellä ihmistä, mutta niiden sukupuolikromosomeja ei ole tunnistettu. Sukupuolen määrittelymekanismia ei ole vielä täysin selvitetty, mutta on havaittu, että seeprakalan sukupuoleen voivat vaikuttaa ympäristötekijät [57–59]. Sitä vastoin medakaorin turkoosin kalojen sukupuoli määräytyy XX/XY-sukupuolikromosomien perusteella [60–62].

Selkärankaiset, mukaan lukien ihmiset, kokivat koko genomin kaksoiskappaleen, jossa perimä kaksinkertaistui esivanhemmillamme noin 500 miljoonaa vuotta sitten. Lisäksi teleostit, mukaan lukien seeprakalat, medakat ja turkoosit killat, kokivat toisen kierroksen koko genomin monistumista [63–65].

Siksi joissakin geeneissä ihmisten ja seeprakalan välillä ei ole 1:1-vastaavuutta, ja ortologisia geenejä voi olla kaksi. Se, että ortologia on kaksi, tarkoittaa, että vaikka yksi ortologeista putoaisi, toinen paralogi saattaa pystyä kompensoimaan tehtävänsä.

On myös raportoitu, että näiden geenien paralogien välillä on eroja rakenteessa, toiminnassa ja ilmentymismalleissa, mikä saattaa viitata siihen, että jokaisella geenillä on oma merkityksensä [66].

Joissakin tapauksissa näiden kahden ortologisen geenin kaksoispoisto saattaa olla tarpeen, jotta saadaan aikaan poistolinja ihmisten sairauksissa tai häiriöissä havaittujen odotettujen fenotyyppien kanssa. On myös tarpeen tarkistaa, onko kiinnostavan geenin ortologi olemassa vai ei (esim. SNCA:n teortologi on läsnä medakassa, mutta ei seeprakalassa).

For more information:1950477648nn@gmail.com