Zebrafisk, Medaka og turkis killifish til forståelse af menneskelige neurodegenerative/neuroudviklingsmæssige lidelser, del 3

3.2. Nem genredigering med små fisk

Det anslås, at cirka 71% af menneskelige gener har mindst én zebrafiskgen-ortolog [31].

Forholdet mellem menneskelige gener og hukommelse har altid været et emne af stor bekymring. Videnskabelig forskning viser, at menneskelige gener har en meget vigtig indflydelse på vores hukommelse. Gener er naturligt nedarvet information i den menneskelige krop og videregives til fremtidige generationer gennem arv. I denne proces påvirker gener vores fysiske egenskaber og funktioner, herunder vores hukommelse.

For det første har videnskabsmænd bekræftet forholdet mellem nogle gener og hukommelse. For eksempel viser forskning i visse gener, at de spiller en nøglerolle i at påvirke indlæring og hukommelse i folks hjerner. Disse gener kan påvirke kommunikationen mellem neuroner i hjernen samt hjernens struktur og funktion.

Derudover viser forskning også, at gener også kan være relateret til udviklingen af ​​hukommelse. Det betyder, at nogle mennesker har bedre minder end andre, og det kan skyldes de gode gener, de arver.

Selvom gener spiller en vigtig rolle i at påvirke hukommelsen, er de ikke den eneste faktor. Vores omgivelser og oplevelser kan også påvirke vores hukommelse. Vores hjerner kan forbedre hukommelsen gennem kontinuerlig læring og træning, hvilket også er meget gavnligt for vores hjerneaktivitet og sundhed.

Derfor bør vi bevare en positiv holdning og engagere os i effektiv træning og studier for at forbedre vores hukommelse. Samtidig kan vi også henvise til vores gener for at forstå vores styrker og svagheder for bedre at kunne planlægge vores liv og arbejde. Det vigtigste er, at vi skal bevare en optimistisk holdning og altid tro på, at vi kan få bedre hukommelse, hvilket vil hjælpe os til bedre at nå vores mål og ønsker.

Sammenfattende er forholdet mellem menneskelige gener og hukommelse meget komplekst. Mens gener spiller en vigtig rolle i at påvirke hukommelsen, er vores miljø og oplevelser lige så vigtige. Lad os deltage aktivt i motion og læring, frigøre vores potentiale og skabe vores hukommelsesmirakler. Det kan ses, at vi skal forbedre hukommelsen, og Cistanche deserticola kan forbedre hukommelsen markant, fordi Cistanche deserticola er et traditionelt kinesisk medicinsk materiale, der har mange unikke effekter, hvoraf en er at forbedre hukommelsen. Virkningen af ​​Cistanche deserticola kommer fra de mange aktive ingredienser, den indeholder, herunder garvesyre, polysaccharider, flavonoidglycosider osv. Disse ingredienser kan fremme hjernens sundhed gennem en række forskellige veje.

Klik på kend 10 måder at forbedre hukommelsen på

Derudover har cirka 84% af de gener, der vides at være forbundet med menneskelige sygdomme, ortologer i zebrafiskens genom [32].

Små fisk har fordelen ved enkle procedurer til genredigering. Effektiv genomteknik kan udvindes af zink-finger-nukleaser (ZFN'er) eller transkriptionsaktivatorlignende effektorer (TALEN'er) i forskellige modelorganismer, herunder zebrafisk og medaka [33-36], og fremkomsten af ​​CRISPR-Cas9-teknikken har gjort det meget lettere at slå ud eller redigere specifikke gener i de seneste år [37-39].

Hos små fisk sker æglægning og befrugtning uden for forældrenes krop, og genredigeringsfaktorer indføres i de befrugtede æg ved mikroinjektion, som derefter kan klækkes i en petriskål [40].

For eksempel, ved at injicere GFP mRNA i embryoet, er det muligt at observere resultaterne dagen efter injektionen uden at vente i dage eller måneder [41]. Forbedrede og avancerede teknikker til genredigering er blevet rapporteret indtil videre, og den meget mutagene CRISPR-Cas9-metode muliggør selv injektion af F0-embryoner, der efterligner nulmutanter, hvilket gør induktionen af ​​mutationer hurtig og effektiv [42].

Morpholino antisense oligonukleotid-baseret knockdown af målgener er ofte blevet udført i små fisk, men der kan være fænotypiske uoverensstemmelser mellem morpholino- og knockout-fænotyper [43]. Dette kan skyldes tilstedeværelsen af ​​morpholino-inducerede off-target-effekter eller tilstedeværelsen af ​​nonsens-medieret mRNA-henfald og associeret genetisk kompensation hos knockout-individer [44].

I analysen af ​​genfunktion i zebrafisk anbefales det kraftigt at generere mutanter og analysere deres fænotyper i stedet for at bruge antisense morpholino-oligonukleotider. CRISPR-Cas9-systemet muliggør også knock-in af målgenet eller specifikke genevarianter ved hjælp af homologi-dirigeret reparation (HDR) ) eller andre mekanismer [45-50].

Den stabile introduktion af eksogent DNA i zebrafiskgenomet blev allerede opnået i 1988 [51]. Saminjektion af I-SceI meganuclease-enzymet sammen med den transgene vektor, der bærer restriktionsstederne [52] eller koinjektion af tol2 eller sleeping beauty transposase med den transgene vektor, der bærer den transgene kassette flankeret af cis-regulatoriske gentagelser [53,54] letter transmissionen af ​​transgenets kimlinje meget effektivt.

Disse teknikker for genomteknik gælder for zebrafisk, medaka og turkis killifish, men vi tror, ​​det er vanskeligt at udføre mikroinjektion i æg af turkis killifish. Dette er på grund af den relativt hårde chorion af turkis killifish sammenlignet med zebrafisk og medaka, og se venligst de fremragende publikationer om genom engineering af turkis killifish [55,56].

Hvis det samme skulle gøres med musen, ville genredigering af embryonet være en kompleks operation, der ville kræve indsamling af befrugtede æg fra den parrede kvindelige musekrop, mikroinjektion af den genom-tekniske opløsning i æggene under rene operationer og implantation. af de indsprøjtede æg i æggelederne på apseudogravide mus, hvilket teknisk set ville være meget vanskeligere og dyrere.

Zebrafisk kan producere mere end 100 æg pr. æglægning, hvilket gør det nemt at samle individer op med den ønskede genredigering. Zebrafisk modnes til voksne om 3 måneder, hvilket gør det muligt at opdrætte den næste generation.

I tilfælde af medaka og turkiskillifish synes antallet af æg pr. æglægning at være mindre end for zebrafisk, men de lægger æg hver dag, hvis tilstanden for de voksne fisk og akvariet er ideel.

Medak og turkis killifish kan vise kønsmodning på henholdsvis cirka 2-3 måneder og 1 måned. Sammenlignet med mus kan omkostningerne ved efterfølgende forvaltning også reduceres betydeligt. Som beskrevet ovenfor er zebrafisk og medaka de almindelige modeller for genetisk manipulation, mens den turkise killifish giver en fremragende model til undersøgelser af aldring og aldersrelaterede lidelser (figur 1).

Ældningen af ​​turkis killifish er beskrevet i næste kapitel. Når man designer en genetisk undersøgelse med små fisk, er det nødvendigt at være bevidst om flere genetiske egenskaber.

Zebrafisk er diploide med 25 kromosomer (25 × 2n) og er tæt på mennesker, men deres kønskromosomer er ikke blevet identificeret. Mekanismen for kønsbestemmelse er stadig ikke fuldt ud afdækket, men det har vist sig, at zebrafisks køn kan påvirkes af miljøfaktorer [57-59]. I modsætning hertil bestemmes medaka eller turkis killifish køn af XX/XY kønskromosomer [60-62].

Hvirveldyr, inklusive mennesker, oplevede en duplikering af hele genomet, hvor genomet fordobledes to gange i vores forfædre for cirka 500 millioner år siden. Desuden oplevede teleosts, inklusive zebrafisk, medaka og turkis killifish, endnu en runde af helgenomeduplikation [63-65].

Derfor er der i nogle gener ingen 1:1 overensstemmelse mellem mennesker og zebrafisk, og der kan være to ortologe gener. Det faktum, at der er to ortologer betyder, at selvom en af ​​ortologerne er slået ud, kan den anden paralog muligvis kompensere for dens funktion.

Det er også blevet rapporteret, at der er forskelle i struktur, funktion og ekspressionsmønstre mellem disse geners paraloger, hvilket kan tyde på, at hvert gen har sin egen betydning [66].

I nogle tilfælde kan en dobbelt knockout af disse to orthologe gener være nødvendig for at etablere en aknockout linje med de forventede fænotyper set i menneskelige sygdomme eller lidelser. Det er også nødvendigt at kontrollere, om ortologen for genet af interesse eksisterer eller ej (f.eks. er SNCA-teortholog til stede i medaka, men ikke i zebrafisk).

For more information:1950477648nn@gmail.com