Риба даніо, медака та бірюзова риба-кіллі для розуміння нейродегенеративних розладів/розладів розвитку нервової системи людини, частина 3

3.2. Легкість редагування генів за допомогою маленьких рибок

Підраховано, що приблизно 71% генів людини мають принаймні один ортолог гена даніо [31].

Взаємозв'язок між людськими генами та пам'яттю завжди викликала велику стурбованість. Наукові дослідження показують, що людські гени мають дуже важливий вплив на нашу пам'ять. Гени — це інформація, що передається природним шляхом в організмі людини і передається майбутнім поколінням у спадок. У цьому процесі гени впливають на наші фізичні характеристики та функції, включаючи пам’ять.

По-перше, вчені підтвердили зв'язок між деякими генами і пам'яттю. Наприклад, дослідження певних генів показує, що вони відіграють ключову роль у впливі на навчання та пам’ять у мозку людей. Ці гени можуть впливати на зв’язок між нейронами в мозку, а також на структуру та функції мозку.

Крім того, дослідження також показують, що гени також можуть бути пов’язані з розвитком пам’яті. Це означає, що деякі люди мають кращу пам’ять, ніж інші, і це може бути пов’язано з хорошими генами, які вони успадковують.

Хоча гени відіграють важливу роль у впливі на пам’ять, вони не єдиний фактор. Наше оточення та досвід також можуть впливати на нашу пам’ять. Наш мозок може покращити пам’ять завдяки постійному навчанню та тренуванню, що також дуже корисно для діяльності нашого мозку та здоров’я.

Тому ми повинні підтримувати позитивний настрій і займатися ефективними вправами та навчатися, щоб покращити свою пам’ять. У той же час ми також можемо посилатися на наші гени, щоб зрозуміти свої сильні та слабкі сторони та краще планувати своє життя та роботу. Найважливішим є те, що ми повинні зберігати оптимістичний настрій і завжди вірити, що ми можемо мати кращу пам’ять, яка допоможе нам краще досягати наших цілей і бажань.

Таким чином, зв’язок між генами людини та пам’яттю дуже складний. У той час як гени відіграють важливу роль у впливі на пам’ять, наше середовище та досвід не менш важливі. Давайте активно брати участь у вправах і навчанні, розкривати свій потенціал і створювати чудеса пам’яті. Можна побачити, що нам потрібно покращити пам’ять, і Cistanche deserticola може значно покращити пам’ять, оскільки Cistanche deserticola є традиційним китайським лікарським матеріалом, який має багато унікальних ефектів, одним із яких є покращення пам’яті. Ефективність Cistanche deserticola пояснюється багатьма активними інгредієнтами, які він містить, включаючи дубильну кислоту, полісахариди, флавоноїдні глікозиди тощо. Ці інгредієнти можуть сприяти здоров’ю мозку різними шляхами.

Натисніть «Знай 10 способів покращити пам’ять».

Крім того, приблизно 84% генів, які, як відомо, пов’язані із захворюваннями людини, мають ортологи в геномі рибки даніо [32].

Маленькі рибки мають перевагу простих процедур редагування генів. Ефективну геномну інженерію можна досягти за допомогою нуклеаз цинкового пальця (ZFN) або ефекторів, подібних до активаторів транскрипції (TALEN) у різних модельних організмах, включаючи рибок даніо та медаку [33–36], а поява техніки CRISPR-Cas9 значно полегшила це завдання. щоб вибити або редагувати певні гени в останні роки [37–39].

У маленьких риб відкладення яєць і запліднення відбуваються поза тілом батьків, а фактори редагування генів вводяться в запліднені яйця шляхом мікроін’єкції, які потім можуть вилуплюватися в чашці Петрі [40].

Наприклад, вводячи GFP мРНК в ембріон, можна спостерігати результати наступного дня після ін’єкції, не чекаючи днів або місяців [41]. Наразі повідомлялося про вдосконалені та передові методи редагування генів, а високомутагенний метод CRISPR-Cas9 дозволяє навіть ін’єкцію F0 ембріонів, що імітують нульові мутанти, роблячи індукцію мутацій швидкою та ефективною [42].

Морфоліно-антисмисловий олігонуклеотид на основі нокдауну цільових генів часто проводився на малих рибах, але можуть існувати фенотипові розбіжності між морфоліно- та нокаут-фенотипами [43]. Це може бути пов’язано з наявністю морфоліно-індукованих нецільових ефектів або наявністю нонсенс-опосередкованого розпаду мРНК і пов’язаної з ним генетичної компенсації в нокаутних осіб [44].

Під час аналізу функції генів у рибок даніо настійно рекомендується генерувати мутанти та аналізувати їхні фенотипи замість використання антисмислових морфоліноолігонуклеотидів. Система CRISPR-Cas9 також дозволяє вводити цільовий ген або специфічні генні варіанти за допомогою репарації, спрямованої на гомологію (HDR). ) або інші механізми [45–50].

Стабільне впровадження екзогенної ДНК у геном рибки даніо було досягнуто ще в 1988 році [51]. Спільна ін'єкція ферменту мегануклеази I-SceI разом із трансгенним вектором, що несе сайти рестрикції [52], або спільна ін'єкція tol2 або транспозази сплячої красуні з трансгенним вектором, що несе сайти рестрикції. трансгенна касета, оточена цис-регуляторними повторами [53,54], дуже ефективно сприяє передачі трансгену зародковою лінією.

Ці методи геномної інженерії застосовуються до рибок даніо, медака та бірюзових морських рибок, але ми вважаємо, що важко провести мікроін’єкцію в яйця бірюзових морських рибок. Це пов’язано з відносно жорстким хоріоном бірюзових морських вбивць порівняно з рибками даніо та медакою, і, будь ласка, перегляньте чудові публікації про геномну інженерію бірюзових морських вбивць [55,56].

Якби те ж саме було зроблено з мишею, редагування генів ембріона було б складною операцією, яка вимагала б збору запліднених яйцеклітин з тіла спарованої самки миші, мікроін’єкції розчину геномної інженерії в яйцеклітини під час чистих операцій та імплантації. введених яйцеклітин у фаллопієві труби псевдовагітної миші, що було б технічно набагато складнішим і дорожчим.

Рибки даніо можуть виробляти понад 100 яєць за одне яйцекладення, що дозволяє легко відібрати особин із бажаним редагуванням генів. Риби даніо досягають дорослих особин через 3 місяці, що робить можливим розведення наступного покоління.

У випадку медаки та бірюзової риби кількість яєць на яйцекладку здається меншою, ніж у даніо, але вони відкладають яйця щодня, якщо умови дорослої риби та акваріума ідеальні.

Медака та бірюзова морська вата можуть досягти статевого дозрівання приблизно через 2–3 місяці та 1 місяць відповідно. Порівняно з мишами вартість подальшого лікування також може бути значно зменшена. Як описано вище, рибка даніо та медака є основними моделями для генетичних маніпуляцій, тоді як бірюзова морська риба є чудовою моделлю для вивчення старіння та вікових розладів (рис. 1).

Старіння бірюзової морської риби описано в наступному розділі. Плануючи генетичне дослідження з використанням дрібних рибок, необхідно мати на увазі кілька генетичних особливостей.

Рибки даніо є диплоїдними з 25 хромосомами (25 × 2n) і близькі до людей, але їхні статеві хромосоми не ідентифіковані. Механізм визначення статі ще повністю не розкритий, але було встановлено, що на стать рибок даніо можуть впливати фактори навколишнього середовища. [57–59]. На відміну від цього, стать медака або бірюзової морської раковини визначається XX/XY статевими хромосомами [60–62].

Хребетні тварини, включно з людьми, зазнали подвоєння всього генома, під час якого геном подвоївся у наших предків приблизно 500 мільйонів років тому. Більше того, кісткові кістки, зокрема риба даніо, медака та бірюзова морська риба, пережили ще один раунд подвоєння всього генома [63–65].

Тому в деяких генах немає відповідності 1:1 між людиною та рибками даніо, і може бути два ортологічних гени. Факт наявності двох ортологів означає, що навіть якщо один з ортологів вибитий, інший паралог може компенсувати свою функцію.

Було також повідомлено, що існують відмінності в структурі, функції та моделях експресії між паралогами цих генів, що може припустити, що кожен ген має власне значення [66].

У деяких випадках може знадобитися подвійний нокаут цих двох ортологічних генів, щоб встановити лінію нокауту з очікуваними фенотипами, які спостерігаються в захворюваннях або розладах людини. Також необхідно перевірити, чи існує ортолог цікавого гена чи ні (наприклад, теоролог SNCA присутній у медаки, але не у рибки даніо).

For more information:1950477648nn@gmail.com