Sebrafisk, Medaka og turkis drepefisk for å forstå menneskelige nevrodegenerative/nevroutviklingsforstyrrelser del 3

3.2. Enkel genredigering med små fisker

Det er anslått at omtrent 71 % av menneskelige gener har minst én sebrafiskgenortolog [31].

Forholdet mellom menneskelige gener og hukommelse har alltid vært et tema med stor bekymring. Vitenskapelig forskning viser at menneskelige gener har en svært viktig innvirkning på hukommelsen vår. Gener er naturlig nedarvet informasjon i menneskekroppen og blir gitt videre til fremtidige generasjoner gjennom arv. I denne prosessen påvirker gener våre fysiske egenskaper og funksjoner, inkludert hukommelsen vår.

For det første har forskere bekreftet forholdet mellom noen gener og minne. For eksempel viser forskning på enkelte gener at de spiller en nøkkelrolle i å påvirke læring og hukommelse i folks hjerner. Disse genene kan påvirke kommunikasjonen mellom nevroner i hjernen så vel som strukturen og funksjonen til hjernen.

I tillegg viser forskning også at gener også kan være relatert til utvikling av hukommelse. Det betyr at noen mennesker har bedre minner enn andre, og det kan skyldes de gode genene de arver.

Selv om gener spiller en viktig rolle i å påvirke hukommelsen, er de ikke den eneste faktoren. Våre omgivelser og opplevelser kan også påvirke hukommelsen vår. Hjernen vår kan forbedre hukommelsen gjennom kontinuerlig læring og trening, noe som også er svært gunstig for hjerneaktiviteten og helsen vår.

Derfor bør vi opprettholde en positiv holdning og engasjere oss i effektiv trening og studier for å forbedre hukommelsen vår. Samtidig kan vi også referere til genene våre for å forstå våre styrker og svakheter for å bedre planlegge våre liv og arbeid. Det viktigste er at vi skal opprettholde en optimistisk holdning og alltid tro at vi kan ha bedre hukommelse, noe som vil hjelpe oss bedre å nå våre mål og ønsker.

Oppsummert er forholdet mellom menneskelige gener og hukommelse veldig komplekst. Mens gener spiller en viktig rolle i å påvirke hukommelsen, er miljøet og opplevelsene våre like viktige. La oss delta aktivt i trening og læring, slippe løs potensialet vårt og skape minnemirakler. Det kan sees at vi trenger å forbedre hukommelsen, og Cistanche deserticola kan forbedre hukommelsen betydelig fordi Cistanche deserticola er et tradisjonelt kinesisk medisinsk materiale som har mange unike effekter, hvorav en er å forbedre hukommelsen. Effekten av Cistanche deserticola kommer fra de mange aktive ingrediensene den inneholder, inkludert garvesyre, polysakkarider, flavonoidglykosider, etc. Disse ingrediensene kan fremme hjernens helse gjennom en rekke forskjellige veier.

Klikk vet 10 måter å forbedre hukommelsen

I tillegg har omtrent 84 % av genene som er kjent for å være assosiert med menneskelige sykdommer ortologer i sebrafiskgenomet [32].

Små fisker har fordelen av enkle prosedyrer for genredigering. Effektiv genomteknologi kan hentes fra sinkfingernukleaser (ZFN) eller transkripsjonsaktivatorlignende effektorer (TALENs) i forskjellige modellorganismer, inkludert sebrafisk og medaka [33–36], og fremveksten av CRISPR-Cas9-teknikken har gjort det mye enklere å slå ut eller redigere spesifikke gener de siste årene [37–39].

Hos små fisker skjer egglegging og befruktning utenfor foreldrenes kropp, og genredigeringsfaktorer introduseres i de befruktede eggene ved mikroinjeksjon, som deretter kan klekkes i en petriskål [40].

For eksempel, ved å injisere GFP mRNA i embryoet, er det mulig å observere resultatene dagen etter injeksjonen uten å vente i dager eller måneder [41]. Forbedrede og avanserte teknikker for genredigering har blitt rapportert så langt, og den svært mutagene CRISPR-Cas9-metoden muliggjør jevn injeksjon av F0-embryoer som etterligner nullmutanter, noe som gjør induksjonen av mutasjoner rask og effektiv [42].

Morpholino antisense oligonukleotid-basert knockdown av målgener har ofte blitt utført i små fisker, men det kan være fenotypiske avvik mellom morfolino- og knockout-fenotyper [43]. Dette kan skyldes tilstedeværelsen av morfolino-induserte off-target-effekter eller tilstedeværelsen av nonsens-mediert mRNA-forfall og assosiert genetisk kompensasjon hos knockout-individer [44].

I analysen av genfunksjon i sebrafisk anbefales det sterkt å generere mutanter og analysere deres fenotyper i stedet for å bruke antisense morfolino-oligonukleotider. CRISPR-Cas9-systemet muliggjør også knock-in av målgenet eller spesifikke genvarianter ved bruk av homologi-rettet reparasjon (HDR) ) eller andre mekanismer [45–50].

Den stabile introduksjonen av eksogent DNA i sebrafiskgenomet ble allerede oppnådd i 1988 [51]. Koinjeksjon av I-SceI meganukleaseenzymet sammen med den transgene vektoren som bærer restriksjonsstedene [52] eller koinjeksjon av tol2 eller sleeping beauty transposase med den transgene vektoren som bærer den transgene kassetten flankert av cis-regulatoriske repetisjoner [53,54] letter overføring av transgenet i kimlinje veldig effektivt.

Disse teknikkene for genomteknikk gjelder sebrafisk, medaka og turkis drepefisk, men vi tror det er vanskelig å utføre mikroinjeksjon i eggene til turkis drepefisk. Dette er på grunn av den relativt harde chorion av turkis killifish sammenlignet med sebrafisk og medaka, og vennligst se de utmerkede publikasjonene om genom engineering av turkis killifish [55,56].

Hvis det samme skulle gjøres med musen, ville genredigering av embryoet være en kompleks operasjon som ville kreve innsamling av befruktede egg fra den parrede kvinnelige musekroppen, mikroinjeksjon av den genomteknologiske løsningen i eggene under rene operasjoner, og implantasjon av de injiserte eggene i egglederne til apseudogravide mus, noe som teknisk sett ville vært mye vanskeligere og dyrere.

Sebrafisk kan produsere mer enn 100 egg per egglegging, noe som gjør det enkelt å plukke opp individer med ønsket genredigering. Sebrafisk vil modnes til voksne om 3 måneder, noe som gjør det mulig å avle neste generasjon.

Når det gjelder medaka og turkiskillifish, virker antallet egg per egglegging mindre enn for sebrafisk, men de legger egg hver dag hvis tilstanden til den voksne fisken og akvariet er ideell.

Medak og turkis killifish kan vise kjønnsmodning i løpet av henholdsvis ca. 2–3 måneder og 1 måned. Sammenlignet med mus kan kostnadene ved etterfølgende behandling også reduseres betydelig. Som beskrevet ovenfor er sebrafisk og medaka de vanlige modellene for genetisk manipulasjon, mens den turkise drepefisken gir en utmerket modell for studier av aldring og aldersrelaterte lidelser (figur 1).

Aldringen av turkis drepefisk er beskrevet i neste kapittel. Når man designer en genetisk studie med små fisker, er det nødvendig å være bevisst på flere genetiske egenskaper.

Sebrafisk er diploide med 25 kromosomer (25 × 2n) og er nær mennesker, men deres kjønnskromosomer er ikke identifisert. Mekanismen for kjønnsbestemmelse er fortsatt ikke fullt ut avdekket, men det har blitt funnet at sex fra sebrafisk kan påvirkes av miljøfaktorer [57–59]. I kontrast bestemmes medaka eller turkis killifish-kjønn av XX/XY kjønnskromosomer [60–62].

Virveldyr, inkludert mennesker, opplevde en duplisering av hele genomet der genomet doblet seg to ganger i våre forfedre for omtrent 500 millioner år siden. Videre opplevde teleoster, inkludert sebrafisk, medaka og turkis killifish, en ny runde med helgenomeduplikasjon [63–65].

Derfor, i noen gener, er det ingen 1:1 samsvar mellom mennesker og sebrafisk, og det kan være to ortologe gener. Det faktum at det er to ortologer betyr at selv om en av ortologene blir slått ut, kan den andre paralogen kompensere for sin funksjon.

Det har også blitt rapportert at det er forskjeller i struktur, funksjon og uttrykksmønstre mellom paralogene til disse genene, noe som kan tyde på at hvert gen har sin egen betydning [66].

I noen tilfeller kan en dobbel knockout av disse to ortologe genene være nødvendig for å etablere en aknockout-linje med de forventede fenotypene sett i menneskelige sykdommer eller lidelser. Det er også nødvendig å sjekke om ortologen til genet av interesse eksisterer eller ikke (f.eks. teortholog av SNCA er tilstede i medaka, men ikke i sebrafisk).

For more information:1950477648nn@gmail.com