Riba zebra, medaka in turkizna morska riba za razumevanje človeških nevrodegenerativnih/nevrorazvojnih motenj 3. del

3.2. Enostavnost urejanja genov z majhnimi ribami

Ocenjuje se, da ima približno 71 % človeških genov vsaj enega ortologa gena cebrice [31].

Odnos med človeškimi geni in spominom je bil vedno zelo zaskrbljujoč. Znanstvene raziskave kažejo, da imajo človeški geni zelo pomemben vpliv na naš spomin. Geni so naravno podedovane informacije v človeškem telesu in se z dedovanjem prenašajo na prihodnje generacije. V tem procesu geni vplivajo na naše telesne lastnosti in funkcije, vključno z našim spominom.

Prvič, znanstveniki so potrdili povezavo med nekaterimi geni in spominom. Na primer, raziskave nekaterih genov kažejo, da imajo ključno vlogo pri vplivu na učenje in spomin v možganih ljudi. Ti geni lahko vplivajo na komunikacijo med nevroni v možganih ter na strukturo in delovanje možganov.

Poleg tega raziskave tudi kažejo, da so geni morda povezani tudi z razvojem spomina. To pomeni, da imajo nekateri ljudje boljši spomin kot drugi, to pa je morda posledica dobrih genov, ki jih podedujejo.

Čeprav imajo geni pomembno vlogo pri vplivu na spomin, niso edini dejavnik. Naše okolje in izkušnje lahko vplivajo tudi na naš spomin. Naši možgani lahko izboljšajo spomin z nenehnim učenjem in treningom, kar je prav tako zelo koristno za delovanje in zdravje naših možganov.

Zato bi morali ohraniti pozitiven odnos in se ukvarjati z učinkovito vadbo in študijem, da bi izboljšali svoj spomin. Hkrati se lahko sklicujemo tudi na svoje gene, da razumemo svoje prednosti in slabosti ter bolje načrtujemo svoje življenje in delo. Najpomembneje je, da ohranimo optimistično naravnanost in vedno verjamemo, da imamo lahko boljši spomin, ki nam bo pomagal bolje uresničevati naše cilje in želje.

Če povzamemo, odnos med človeškimi geni in spominom je zelo zapleten. Medtem ko imajo geni pomembno vlogo pri vplivanju na spomin, so naše okolje in izkušnje enako pomembne. Aktivno sodelujmo pri vadbi in učenju, sprostimo svoj potencial in ustvarjajmo spominske čudeže. Vidimo, da moramo izboljšati spomin, in Cistanche deserticola lahko bistveno izboljša spomin, saj je Cistanche deserticola tradicionalno kitajsko zdravilno sredstvo, ki ima številne edinstvene učinke, eden od njih je izboljšanje spomina. Učinkovitost Cistanche deserticola izhaja iz številnih aktivnih sestavin, ki jih vsebuje, vključno s taninsko kislino, polisaharidi, flavonoidnimi glikozidi itd. Te sestavine lahko spodbujajo zdravje možganov na različne načine.

Kliknite spoznajte 10 načinov za izboljšanje spomina

Poleg tega ima približno 84 % genov, za katere je znano, da so povezani s človeškimi boleznimi, ortologe v genomu cebrice [32].

Majhne ribe imajo prednost preprostih postopkov za urejanje genov. Učinkovito genomsko inženirstvo lahko dosežejo nukleaze cinkovega prsta (ZFN) ali efektorji podobni transkripcijskim aktivatorjem (TALEN) v različnih modelnih organizmih, vključno z ribami cebricami in medakami [33–36], pojav tehnike CRISPR-Cas9 pa ga je močno olajšal. za izločitev ali urejanje določenih genov v zadnjih letih [37–39].

Pri majhnih ribah pride do odlaganja jajčec in oploditve zunaj starševskega telesa, faktorji za urejanje genov pa se vnesejo v oplojena jajčeca z mikroinjiciranjem, ki se nato lahko izležejo v petrijevki [40].

Na primer, z injiciranjem GFP mRNA v zarodek je možno opazovati rezultate dan po injiciranju, ne da bi čakali dneve ali mesece [41]. Doslej so poročali o izboljšanih in naprednih tehnikah za urejanje genov, visoko mutagena metoda CRISPR-Cas9 pa omogoča celo injiciranje F0 zarodkov, ki posnemajo ničelne mutante, zaradi česar je indukcija mutacij hitra in učinkovita [42].

Razbijanje ciljnih genov na osnovi morfolino protismiselnih oligonukleotidov je bilo pogosto izvedeno pri majhnih ribah, vendar lahko pride do fenotipskih razlik med morfolino in izločilnimi fenotipi [43]. To je lahko posledica prisotnosti morfolino induciranih netarčnih učinkov ali prisotnosti nesmiselnega razpada mRNA in s tem povezane genetske kompenzacije pri posameznikih z izločitvijo [44].

Pri analizi delovanja genov pri cebricah je močno priporočljivo ustvariti mutante in analizirati njihove fenotipe namesto uporabe protismiselnih morfolino oligonukleotidov. Sistem CRISPR-Cas9 prav tako omogoča vnos ciljnega gena ali specifičnih genskih variant z uporabo popravljanja, usmerjenega v homologijo (HDR). ) ali drugih mehanizmov [45–50].

Stabilna uvedba eksogene DNA v genom cebrice je bila dosežena že leta 1988 [51]. Sočasno injiciranje encima meganukleaze I-SceI skupaj s transgenim vektorjem, ki nosi restrikcijska mesta [52], ali soinjiciranje tol2 ali transpozaze spalne lepotice s transgenim vektorjem, ki nosi transgenska kaseta, obkrožena s cis-regulacijskimi ponovitvami [53,54] zelo učinkovito olajša prenos transgena po zarodni liniji.

Te tehnike inženiringa genoma veljajo za ribo cebrico, medako in turkizno morsko morbo, vendar menimo, da je težko izvesti mikroinjektiranje v jajca turkizne morske morske ribe. To je zaradi sorazmerno trdega koriona turkizne morske morske morske ribe v primerjavi z ribico cebrico in medako, zato si oglejte odlične publikacije o genomskem inženiringu turkizne morske morske morske ribe [55,56].

Če bi enako naredili z miško, bi bilo urejanje genov zarodka zapletena operacija, ki bi zahtevala zbiranje oplojenih jajčec iz telesa parjene samice miši, mikroinjiciranje raztopine genomskega inženiringa v jajce pod čistimi operacijami in implantacijo vbrizganih jajčec v jajcevode apsevdobreje miši, kar bi bilo tehnično veliko težje in dražje.

Cebrice lahko proizvedejo več kot 100 jajčec na jajčece, kar olajša izbiro osebkov z želenim urejanjem genov. Cebrice bodo zrele v odrasle osebe v 3 mesecih, kar bo omogočilo vzrejo naslednje generacije.

Pri medaki in turkizni morski ribi se zdi, da je število jajčec na odlaganje jajčec manjše kot pri ribah cebricah, vendar ležejo jajčeca vsak dan, če je stanje odraslih rib in akvarija idealno.

Medaka in turkizna morska morbica lahko spolno dozorita v približno 2–3 mesecih oziroma 1 mesecu. V primerjavi z mišmi se lahko tudi stroški naknadnega upravljanja močno zmanjšajo. Kot je opisano zgoraj, sta cebrica in medaka glavna modela za genetsko manipulacijo, medtem ko je turkizna morska morbica odličen model za študije staranja in s starostjo povezanih motenj (slika 1).

Staranje turkizne ribice je opisano v naslednjem poglavju. Pri načrtovanju genetske študije z uporabo majhnih rib se je treba zavedati več genetskih značilnosti.

Cebrice so diploidne s 25 kromosomi (25 × 2n) in so blizu ljudem, vendar njihovi spolni kromosomi niso bili identificirani. Mehanizem določanja spola še vedno ni popolnoma odkrit, vendar je bilo ugotovljeno, da lahko na spol cebric vplivajo okoljski dejavniki [57–59]. V nasprotju s tem je spol medaka ali turkizne morske morske ribe določen s spolnimi kromosomi XX/XY [60–62].

Vretenčarji, vključno z ljudmi, so doživeli podvajanje celotnega genoma, pri katerem se je genom pri naših prednikih dvakrat podvojil pred približno 500 milijoni let. Poleg tega so teleosti, vključno z ribo cebrico, medako in turkizno morsko ribo, doživeli še en krog podvajanja celotnega genoma [63–65].

Zato v nekaterih genih ni korespondence 1:1 med človekom in cebrico in lahko obstajata dva ortologna gena. Dejstvo, da obstajata dva ortologa, pomeni, da tudi če enega od ortologov izločimo, lahko drugi paralog kompenzira njegovo funkcijo.

Poročali so tudi, da obstajajo razlike v strukturi, funkciji in vzorcih izražanja med paralogi teh genov, kar lahko nakazuje, da ima vsak gen svoj pomen [66].

V nekaterih primerih bo morda potrebna dvojna izločitev teh dveh ortolognih genov za vzpostavitev izločitvene črte s pričakovanimi fenotipi, opaženimi pri človeških boleznih ali motnjah. Prav tako je treba preveriti, ali ortolog gena, ki nas zanima, obstaja ali ne (npr. teortolog SNCA je prisoten v medaki, ne pa tudi v cebrici).

For more information:1950477648nn@gmail.com