דג זברה, מדקה ו-Turquoise Killifish להבנת הפרעות נוירודגנרטיביות/נוירו-התפתחותיות של האדם חלק 3

3.2. קלות עריכת גנים עם דגים קטנים

ההערכה היא שלכ-71% מהגנים האנושיים יש לפחות אורתולוג אחד של דג זברה [31].

הקשר בין גנים אנושיים לזיכרון תמיד היה נושא לדאגה רבה. מחקר מדעי מראה שלגנים אנושיים יש השפעה חשובה מאוד על הזיכרון שלנו. גנים הם מידע תורשתי באופן טבעי בגוף האדם ומועברים לדורות הבאים באמצעות ירושה. בתהליך זה, גנים משפיעים על המאפיינים והתפקודים הפיזיים שלנו, כולל הזיכרון שלנו.

ראשית, מדענים אישרו את הקשר בין גנים מסוימים לזיכרון. לדוגמה, מחקר על גנים מסוימים מראה שהם ממלאים תפקיד מפתח בהשפעת הלמידה והזיכרון במוחם של אנשים. גנים אלו יכולים להשפיע על התקשורת בין נוירונים במוח וכן על המבנה והתפקוד של המוח.

בנוסף, מחקרים מראים גם שגנים עשויים להיות קשורים גם להתפתחות הזיכרון. זה אומר שלאנשים מסוימים יש זיכרונות טובים יותר מאחרים, וייתכן שזה נובע מהגנים הטובים שהם יורשים.

למרות שלגנים יש תפקיד חשוב בהשפעה על הזיכרון, הם לא הגורם היחיד. הסביבה והחוויות שלנו יכולות גם להשפיע על הזיכרון שלנו. המוח שלנו יכול לשפר את הזיכרון באמצעות למידה ואימון מתמשכים, מה שגם מועיל מאוד לפעילות המוח שלנו ולבריאותנו.

לכן, עלינו לשמור על גישה חיובית ולעסוק בפעילות גופנית ולימוד יעילים לשיפור הזיכרון שלנו. יחד עם זאת, אנו יכולים גם להתייחס לגנים שלנו כדי להבין את החוזקות והחולשות שלנו כדי לתכנן טוב יותר את חיינו ועבודתנו. הדבר החשוב ביותר הוא שנשמור על גישה אופטימית ותמיד נאמין שיכול להיות לנו זיכרון טוב יותר, שיעזור לנו להשיג טוב יותר את המטרות והרצונות שלנו.

לסיכום, הקשר בין גנים אנושיים לזיכרון מורכב מאוד. בעוד לגנים יש תפקיד חשוב בהשפעה על הזיכרון, הסביבה והחוויות שלנו חשובות לא פחות. תנו לנו להשתתף באופן פעיל בפעילות גופנית ולמידה, לשחרר את הפוטנציאל שלנו וליצור ניסים בזיכרון שלנו. ניתן לראות שעלינו לשפר את הזיכרון, ו-Cistanche deserticola יכולה לשפר משמעותית את הזיכרון מכיוון ש-Cistanche deserticola הוא חומר רפואי סיני מסורתי בעל השפעות ייחודיות רבות, אחת מהן היא שיפור הזיכרון. היעילות של Cistanche deserticola מגיעה מהרכיבים הפעילים המרובים שהיא מכילה, כולל חומצה טאנית, פוליסכרידים, גליקוזידים פלבנואידים וכו'. מרכיבים אלו יכולים לקדם את בריאות המוח באמצעות מגוון מסלולים.

לחץ לדעת 10 דרכים לשיפור הזיכרון

בנוסף, לכ-84% מהגנים הידועים כקשורים למחלות אנושיות יש אורתולוגים בגנום דג הזברה [32].

לדגים קטנים יש את היתרון של נהלים פשוטים לעריכת גנים. הנדסת גנום יעילה יכולה להילקח על ידי נוקלאזות של אצבע אבץ (ZFNs) או אפקטורים דמויי מפעילי שעתוק (TALENs) באורגניזמים שונים, כולל דג זברה ו-medaka [33-36], והופעת טכניקת CRISPR-Cas9 הקלה בהרבה לדפוק או לערוך גנים ספציפיים בשנים האחרונות [37-39].

בדגים קטנים, הביציות וההפריה מתרחשות מחוץ לגוף ההורה, וגורמי עריכת גנים מוכנסים לתוך הביצים המופריות על ידי הזרקת מיקרו, אשר יכולה לבקוע בצלחת פטרי [40].

לדוגמה, על ידי הזרקת GFP mRNA לעובר, ניתן לצפות בתוצאות יום לאחר ההזרקה מבלי לחכות ימים או חודשים [41]. טכניקות משופרות ומתקדמות לעריכת גנים דווחו עד כה, ושיטת CRISPR-Cas9 בעלת המוטגניות הגבוהה ביותר מאפשרת אפילו הזרקה של עוברי F0 המחקים מוטציות אפס, מה שהופך את השראת המוטציות למהירה ויעילה [42].

נוק-דאון מבוסס אוליגונוקלאוטידים על בסיס Morpholino antisense של גני מטרה בוצע לעתים קרובות בדגים קטנים, אך יכולים להיות פערים פנוטיפיים בין פנוטיפים של מורפולינו ונוקאאוט [43]. ייתכן שהסיבה לכך היא נוכחות של השפעות מחוץ למטרה המושרות על ידי מורפולינו או נוכחות של התפרקות mRNA בתיווך שטויות ופיצוי גנטי הקשור בנוק-אאוט [44].

בניתוח של תפקוד גנים בדגי זברה, מומלץ מאוד ליצור מוטנטים ולנתח את הפנוטיפים שלהם במקום להשתמש באוליגונוקלאוטידים של מורפולינו אנטי-סנס. מערכת CRISPR-Cas9 מאפשרת גם נוק-אין של גן המטרה או גנווריאנטים ספציפיים באמצעות תיקון מכוון הומולוגיה (HDR ) או מנגנונים אחרים [45–50].

ההחדרה היציבה של DNA אקסוגני לגנום דג הזברה הושגה כבר בשנת 1988 [51]. הזרקה משולבת של האנזים I-SceI meganuclease יחד עם הווקטור הטרנסגני הנושא את אתרי ההגבלה [52] או הזרקה משולבת של tol2 או טרנספוזיס של יפהפיה נרדמת עם הווקטור הטרנסגני הנושא הקסטה הטרנסגנית שבצדה חזרות מווסתות של cis [53,54] מקלה על העברת קו הנבט של הטרנסגן ביעילות רבה.

טכניקות אלו של הנדסת גנום חלות על דגי זברה, מדקה ודג טורקיז, אך אנו חושבים שקשה לבצע הזרקת מיקרו לביצים של דג טורקיז. זה בגלל הקוריון הקשה יחסית של דג טורקיז בהשוואה לדג זברה ומדקה, ובבקשה ראה את הפרסומים המצוינים על הנדסת גנום של דג טורקיז [55,56].

אם אותו הדבר היה נעשה עם העכבר, עריכת גנים של העובר תהיה פעולה מורכבת שתדרוש איסוף של ביציות מופרות מגוף העכבר המזווג, הזרקת מיקרו של התמיסה הנדסית הגנום לתוך הביצים בפעולות נקיות והשתלה. של הביצים המוזרקות לחצוצרות של עכבר אפסאודו-הריון, וזה יהיה הרבה יותר קשה ויקר מבחינה טכנית.

דג הזברה יכול לייצר יותר מ-100 ביצים בכל ביצה, מה שמקל על איסוף של אנשים עם עריכת הגן הרצויה. דג הזברה יבשיל למבוגרים תוך 3 חודשים, מה שיאפשר לגדל את הדור הבא.

במקרה של מדקה ודגי טורקיז, נראה שמספר הביצים להטלה קטן מזה של דג הזברה, אבל הם מטילים ביצים מדי יום אם מצב הדגים והאקווריום הבוגרים הוא אידיאלי.

מדאק ודגי טורקיז יכולים להראות התבגרות מינית תוך כ-2-3 חודשים וחודש אחד, בהתאמה. בהשוואה לעכברים, עלות הניהול שלאחר מכן יכולה גם להוזיל במידה ניכרת.כפי שתואר לעיל, דג הזברה ומדקה הם המודלים המרכזיים למניפולציה גנטית, בעוד שדג הטורקיז מספק מודל מצוין לחקר ההזדקנות והפרעות הקשורות לגיל (איור 1).

ההזדקנות של דג טורקיז מתוארת בפרק הבא. בעת תכנון מחקר גנטי באמצעות דגים קטנים, יש צורך להיות מודע למספר תכונות גנטיות.

דגי הזברה הם דיפלואידים עם 25 כרומוזומים (25 × 2n) והם קרובים לבני אדם, אך כרומוזומי המין שלהם לא זוהו. מנגנון קביעת המין עדיין לא נחשף במלואו, אך נמצא כי מין דג הזברה יכול להיות מושפע מגורמים סביבתיים [57–59]. לעומת זאת, מין קיליף בצבע טורקיז של Medakaor נקבע על ידי כרומוזומי מין XX/XY [60-62].

בעלי חוליות, כולל בני אדם, חוו שכפול של גנום שלם שבו הגנום הוכפל פעמיים באבותינו לפני כ-500 מיליון שנה. יתר על כן, טלאוסטים, כולל דג זברה, מדקה וקיליף טורקיז, חוו סבב נוסף של שכפול גנומי שלם [63-65].

לכן, בחלק מהגנים, אין התאמה של 1:1 בין בני אדם לדג הזברה, ויכולים להיות שני גנים אורתולוגיים. העובדה שיש שני אורתולוגים פירושה שגם אם אחד מהאורתולוגים נדפק, הפרלוג השני עשוי לפצות על תפקידו.

כמו כן, דווח כי ישנם הבדלים במבנה, בתפקוד ובדפוסי הביטוי בין הפרלוגים של הגנים הללו, מה שעשוי להצביע על כך שלכל גן יש משמעות משלו [66].

במקרים מסוימים, נוק-אאוט כפול של שני הגנים האורתולוגיים הללו עשוי להיות נחוץ כדי לקבוע קו א-נוק-אאוט עם הפנוטיפים הצפויים הנראים במחלות או הפרעות בבני אדם. כמו כן, יש צורך לבדוק אם האורתולוג של הגן המעניין קיים או לא (למשל, התאורתולוג של SNCA קיים ב-medaka אך לא בדג הזברה).

For more information:1950477648nn@gmail.com