Zebrafish, Medaka și Turcoaz Killifish pentru înțelegerea tulburărilor neurodegenerative/de neurodezvoltare umane Partea 3

3.2. Ușurință în editarea genelor cu pești mici

Se estimează că aproximativ 71% dintre genele umane au cel puțin un ortolog al genei zebrafish [31].

Relația dintre genele umane și memorie a fost întotdeauna un subiect de mare îngrijorare. Cercetările științifice arată că genele umane au un impact foarte important asupra memoriei noastre. Genele sunt informații moștenite în mod natural în corpul uman și sunt transmise generațiilor viitoare prin moștenire. În acest proces, genele ne influențează caracteristicile și funcțiile fizice, inclusiv memoria.

În primul rând, oamenii de știință au confirmat relația dintre unele gene și memorie. De exemplu, cercetările asupra anumitor gene arată că acestea joacă un rol cheie în influențarea învățării și a memoriei în creierul oamenilor. Aceste gene pot influența comunicarea dintre neuronii din creier, precum și structura și funcția creierului.

În plus, cercetările arată că genele pot fi, de asemenea, legate de dezvoltarea memoriei. Aceasta înseamnă că unii oameni au amintiri mai bune decât alții, iar acest lucru se poate datora genelor bune pe care le moștenesc.

Deși genele joacă un rol important în influențarea memoriei, ele nu sunt singurul factor. Mediul și experiențele noastre ne pot afecta și memoria. Creierul nostru poate îmbunătăți memoria prin învățare și antrenament continuu, ceea ce este, de asemenea, foarte benefic pentru activitatea și sănătatea creierului nostru.

Prin urmare, ar trebui să menținem o atitudine pozitivă și să ne angajăm în exerciții și studii eficiente pentru a ne îmbunătăți memoria. În același timp, ne putem referi și la genele noastre pentru a ne înțelege punctele forte și punctele slabe pentru a ne planifica mai bine viața și munca. Cel mai important lucru este că ar trebui să menținem o atitudine optimistă și să credem mereu că putem avea o memorie mai bună, ceea ce ne va ajuta să ne atingem mai bine obiectivele și dorințele.

Pe scurt, relația dintre genele umane și memorie este foarte complexă. În timp ce genele joacă un rol important în influențarea memoriei, mediul și experiențele noastre sunt la fel de importante. Să participăm activ la exerciții și învățare, să ne dezlănțuim potențialul și să ne creăm miracole de memorie. Se poate observa că trebuie să îmbunătățim memoria, iar Cistanche deserticola poate îmbunătăți semnificativ memoria deoarece Cistanche deserticola este un material medicinal tradițional chinezesc care are multe efecte unice, dintre care unul este îmbunătățirea memoriei. Eficacitatea Cistanche deserticola provine din multiplele ingrediente active pe care le conține, inclusiv acid tanic, polizaharide, glicozide flavonoide etc. Aceste ingrediente pot promova sănătatea creierului printr-o varietate de căi.

Faceți clic pe cunoaște 10 moduri de a îmbunătăți memoria

În plus, aproximativ 84% dintre genele cunoscute a fi asociate cu bolile umane au ortologi în genomul peștelui zebra [32].

Peștii mici au avantajul unor proceduri simple de editare a genelor. Ingineria eficientă a genomului poate fi obținută prin nucleaze cu degete de zinc (ZFN) sau efectori asemănător activatorilor de transcripție (TALEN) în diferite organisme model, inclusiv peștele zebra și medaka [33–36], iar apariția tehnicii CRISPR-Cas9 a făcut mult mai ușor. pentru a elimina sau edita anumite gene în ultimii ani [37–39].

La peștii mici, ovipunerea și fertilizarea au loc în afara corpului părintelui, iar factorii de editare a genelor sunt introduși în ouăle fertilizate prin microinjecție, care pot ecloziona apoi într-o cutie Petri [40].

De exemplu, prin injectarea ARNm GFP în embrion, este posibil să se observe rezultatele a doua zi după injectare fără a aștepta zile sau luni [41]. Până acum au fost raportate tehnici îmbunătățite și avansate de editare a genelor, iar metoda CRISPR-Cas9 extrem de mutagenă permite chiar injectarea de embrioni F0 care mimează mutanți nuli, făcând inducerea mutațiilor rapidă și eficientă [42].

Eliminarea genelor țintă pe bază de oligonucleotide antisens morfolino a fost adesea efectuată la peștii mici, dar pot exista discrepanțe fenotipice între fenotipurile morfolino și knockout [43]. Acest lucru se poate datora prezenței efectelor în afara țintă induse de morfolino sau prezenței dezintegrarii ARNm mediată de nonsens și compensarea genetică asociată la indivizii knockout [44].

În analiza funcției genelor la peștele-zebră, se recomandă cu tărie să se genereze mutanți și să se analizeze fenotipurile lor în loc să se utilizeze oligonucleotid morfolino antisens. ) sau alte mecanisme [45–50].

Introducerea stabilă a ADN-ului exogen în genomul peștelui zebra a fost deja realizată în 1988 [51]. Coinjecția enzimei meganucleazei I-SceI împreună cu vectorul transgenic care poartă situsurile de restricție [52] sau coinjecția tol2 sau transpozaza frumuseții adormite cu vectorul transgenic purtător. caseta transgenică flancată de repetări de reglare cis [53,54] facilitează foarte eficient transmiterea liniei germinale a transgenei.

Aceste tehnici de inginerie a genomului se aplică peștilor zebră, medaka și killifish turcoaz, dar credem că este dificil să se efectueze microinjecția în ouăle de killifish turcoaz. Acest lucru se datorează coronului relativ dur al peștișorului turcoaz comparativ cu peștele-zebră și medaka și vă rugăm să consultați publicațiile excelente despre ingineria genomului peștilor turcoaz [55,56].

Dacă s-ar face același lucru cu șoarecele, editarea genelor a embrionului ar fi o operațiune complexă care ar necesita colectarea ouălor fertilizate din corpul femelei de șoarece împerecheate, microinjectarea soluției de inginerie genomului în operațiunile de curățare a ouălor și implantare. a ouălor injectate în trompele uterine ale șoarecilor apseudogravi, ceea ce ar fi mult mai dificil și mai costisitor din punct de vedere tehnic.

Peștele-zebră poate produce mai mult de 100 de ouă pe ovipoziție, ceea ce face ușoară alegerea persoanelor cu editarea genetică dorită. Peștele-zebră se va maturiza în adulți în 3 luni, făcând posibilă reproducerea următoarei generații.

În cazul peștilor medaka și turcoaz, numărul de ouă pe ovipoziție pare mai mic decât cel al peștilor zebra, dar aceștia depun ouă în fiecare zi dacă starea peștilor adulți și a acvariului este ideală.

Medaka și killifish turcoaz pot prezenta maturizare sexuală în aproximativ 2-3 luni și, respectiv, 1 lună. În comparație cu șoarecii, costul gestionării ulterioare poate fi, de asemenea, redus considerabil. După cum s-a descris mai sus, peștele zebra și medaka sunt modelele principale pentru manipularea genetică, în timp ce killifish turcoaz oferă un model excelent pentru studiile de îmbătrânire și tulburări legate de vârstă (Figura 1).

Îmbătrânirea killifish turcoaz este descrisă în capitolul următor. Atunci când proiectați un studiu genetic folosind pești mici, este necesar să fiți conștient de mai multe caracteristici genetice.

Peștii zebra sunt diploizi cu 25 de cromozomi (25 × 2n) și sunt aproape de oameni, dar cromozomii lor sexuali nu au fost identificați. Mecanismul de determinare a sexului nu este încă pe deplin descoperit, dar s-a descoperit că sexul peștilor zebra poate fi afectat de factorii de mediu. [57–59]. În schimb, sexul medaka sau turcoaz killifish este determinat de cromozomii sexuali XX/XY [60–62].

Vertebratele, inclusiv oamenii, au experimentat o duplicare a întregului genom în care genomul sa dublat de două ori la strămoșii noștri, cu aproximativ 500 de milioane de ani în urmă. În plus, teleosteii, inclusiv peștele zebră, medaka și killifish turcoaz, au experimentat o altă rundă de genomeduplicare integrală [63–65].

Prin urmare, în unele gene, nu există o corespondență 1:1 între oameni și pește-zebră și pot exista două gene ortologe. Faptul că există doi ortologi înseamnă că, chiar dacă unul dintre ortologi este eliminat, celălalt paralog poate fi capabil să compenseze funcția sa.

S-a raportat, de asemenea, că există diferențe în structura, funcția și tiparele de expresie între paralogii acestor gene, ceea ce ar putea sugera că fiecare genă are propria sa semnificație [66].

În unele cazuri, un dublu knockout a acestor două gene ortologe ar putea fi necesar pentru a stabili linia de knockout cu fenotipurile anticipate observate în bolile sau tulburările umane. De asemenea, este necesar să se verifice dacă ortologul genei de interes există sau nu (de exemplu, teortologul SNCA este prezent în medaka, dar nu și în peștele zebra).

For more information:1950477648nn@gmail.com