Zebrafisk, Medaka och turkos köldfisk för att förstå mänskliga neurodegenerativa/neuroutvecklingsstörningar del 3

3.2. Enkel genredigering med små fiskar

Det uppskattas att cirka 71% av mänskliga gener har minst en zebrafiskgenortolog [31].

Förhållandet mellan mänskliga gener och minne har alltid varit ett ämne av stor oro. Vetenskaplig forskning visar att mänskliga gener har en mycket viktig inverkan på vårt minne. Gener är naturligt nedärvd information i människokroppen och förs vidare till kommande generationer genom nedärvning. I denna process påverkar gener våra fysiska egenskaper och funktioner, inklusive vårt minne.

För det första har forskare bekräftat sambandet mellan vissa gener och minne. Forskning om vissa gener visar till exempel att de spelar en nyckelroll för att påverka inlärning och minne i människors hjärnor. Dessa gener kan påverka kommunikationen mellan neuroner i hjärnan samt hjärnans struktur och funktion.

Dessutom visar forskning också att gener också kan vara relaterade till utvecklingen av minne. Det betyder att vissa människor har bättre minnen än andra, och det kan bero på de goda gener de ärver.

Även om gener spelar en viktig roll för att påverka minnet, är de inte den enda faktorn. Vår miljö och upplevelser kan också påverka vårt minne. Våra hjärnor kan förbättra minnet genom kontinuerlig inlärning och träning, vilket också är mycket fördelaktigt för vår hjärnaktivitet och hälsa.

Därför bör vi behålla en positiv attityd och ägna oss åt effektiv träning och studier för att förbättra vårt minne. Samtidigt kan vi också hänvisa till våra gener för att förstå våra styrkor och svagheter för att bättre planera våra liv och arbete. Det viktigaste är att vi ska behålla en optimistisk attityd och alltid tro att vi kan ha bättre minne, vilket kommer att hjälpa oss att bättre uppnå våra mål och önskningar.

Sammanfattningsvis är förhållandet mellan mänskliga gener och minne mycket komplext. Medan gener spelar en viktig roll för att påverka minnet, är vår miljö och våra upplevelser lika viktiga. Låt oss aktivt delta i träning och lärande, frigöra vår potential och skapa våra minnesmirakel. Det kan ses att vi behöver förbättra minnet, och Cistanche deserticola kan förbättra minnet avsevärt eftersom Cistanche deserticola är ett traditionellt kinesiskt läkemedelsmaterial som har många unika effekter, varav en är att förbättra minnet. Effekten av Cistanche deserticola kommer från de många aktiva ingredienser den innehåller, inklusive garvsyra, polysackarider, flavonoidglykosider, etc. Dessa ingredienser kan främja hjärnans hälsa genom en mängd olika vägar.

Klicka på vet 10 sätt att förbättra minnet

Dessutom har cirka 84% av generna som är kända för att vara associerade med mänskliga sjukdomar ortologer i zebrafiskgenomet [32].

Små fiskar har fördelen av enkla procedurer för genredigering. Effektiv genomteknik kan fångas upp av zinkfingernukleaser (ZFN) eller transkriptionsaktivatorliknande effektorer (TALENs) i olika modellorganismer, inklusive zebrafisk och medaka [33–36], och uppkomsten av CRISPR-Cas9-tekniken har gjort det mycket lättare att slå ut eller redigera specifika gener under de senaste åren [37–39].

Hos små fiskar sker äggläggning och befruktning utanför förälderns kropp, och genredigeringsfaktorer introduceras i de befruktade äggen genom mikroinjektion, som sedan kan kläckas i en petriskål [40].

Till exempel, genom att injicera GFP-mRNA i embryot, är det möjligt att observera resultaten dagen efter injektionen utan att vänta i dagar eller månader [41]. Förbättrade och avancerade tekniker för genredigering har rapporterats hittills, och den mycket mutagena CRISPR-Cas9-metoden möjliggör till och med injektion av F0-embryon som efterliknar nollmutanter, vilket gör induktionen av mutationer snabb och effektiv [42].

Morpholino antisense oligonukleotid-baserad knockdown av målgener har ofta utförts i små fiskar, men det kan finnas fenotypiska skillnader mellan morfolino- och knockout-fenotyper [43]. Detta kan bero på närvaron av morfolino-inducerade off-target-effekter eller närvaron av nonsens-medierad mRNA-nedbrytning och associerad genetisk kompensation hos knockout-individer [44].

I analysen av genfunktion hos zebrafisk rekommenderas det starkt att generera mutanter och analysera deras fenotyper istället för att använda antisense morfolino-oligonukleotider. CRISPR-Cas9-systemet möjliggör också knock-in av målgenen eller specifika genvarianter med hjälp av homologi-riktad reparation (HDR) ) eller andra mekanismer [45–50].

Den stabila introduktionen av exogent DNA i zebrafiskgenomet uppnåddes redan 1988 [51]. Saminjektion av I-SceI-meganukleasenzymet tillsammans med den transgena vektorn som bär restriktionsställena [52] eller saminjektion av tol2 eller sleeping beauty transposas med den transgena vektorn bärande den transgena kassetten flankerad av cis-regulatoriska upprepningar [53,54] underlättar könslinjeöverföring av transgenen mycket effektivt.

Dessa tekniker för genomteknik gäller för zebrafisk, medaka och turkos killifish, men vi tror att det är svårt att genomföra mikroinjektion i äggen av turkos killifish. Detta är på grund av den relativt hårda korionen av turkos killifish jämfört med zebrafisk och medaka, och vänligen se de utmärkta publikationerna om genomteknik för turkos killifish [55,56].

Om samma sak skulle göras med musen, skulle genredigering av embryot vara en komplex operation som skulle kräva insamling av befruktade ägg från den parade kvinnliga muskroppen, mikroinjektion av den genomtekniska lösningen i äggen under rena operationer och implantation av de injicerade äggen i äggledarna på en abseudogravid mus, vilket skulle vara tekniskt mycket svårare och dyrare.

Zebrafisk kan producera mer än 100 ägg per äggläggning, vilket gör det enkelt att plocka upp individer med önskad genredigering. Zebrafisk kommer att mogna till vuxna om 3 månader, vilket gör det möjligt att föda upp nästa generation.

När det gäller medaka och turkoskillifish verkar antalet ägg per äggläggning vara mindre än för zebrafiskar, men de lägger ägg varje dag om tillståndet för den vuxna fisken och akvariet är perfekt.

Medak och turkos killifish kan visa könsmognad på cirka 2–3 månader respektive 1 månad. Jämfört med möss kan kostnaden för efterföljande hantering också reduceras avsevärt. Som beskrivits ovan är zebrafisk och medaka de vanliga modellerna för genetisk manipulation, medan den turkosa killifishen ger en utmärkt modell för studier av åldrande och åldersrelaterade störningar (Figur 1).

Åldrandet av turkos killifish beskrivs i nästa kapitel. När man utformar en genetisk studie med små fiskar är det nödvändigt att vara medveten om flera genetiska egenskaper.

Zebrafiskar är diploida med 25 kromosomer (25 × 2n) och är nära människor, men deras könskromosomer har inte identifierats. Mekanismen för könsbestämning är fortfarande inte helt avslöjad, men det har visat sig att sebrafiskens kön kan påverkas av miljöfaktorer [57–59]. Däremot bestäms kön medaka eller turkos killifish av XX/XY könskromosomer [60–62].

Ryggradsdjur, inklusive människor, upplevde en hel genomduplicering där genomet fördubblades två gånger hos våra förfäder för ungefär 500 miljoner år sedan. Dessutom upplevde teleostar, inklusive zebrafisk, medaka och turkos killifish, ytterligare en omgång av helgenomduplicering [63–65].

Därför, i vissa gener, finns det ingen 1:1-överensstämmelse mellan människor och zebrafisk, och det kan finnas två ortologa gener. Det faktum att det finns två ortologer innebär att även om en av ortologerna slås ut, kan den andra paralogen kompensera för sin funktion.

Det har också rapporterats att det finns skillnader i struktur, funktion och uttrycksmönster mellan dessa geners paraloger, vilket kan tyda på att varje gen har sin egen betydelse [66].

I vissa fall kan en dubbel knockout av dessa två ortologa gener vara nödvändig för att fastställa en aknockout-linje med de förväntade fenotyperna som ses vid mänskliga sjukdomar eller störningar. Det är också nödvändigt att kontrollera om ortologen för genen av intresse finns eller inte (t.ex. SNCA-teortolog finns i medaka men inte i zebrafisk).

For more information:1950477648nn@gmail.com