İnsandaki Nörodejeneratif/Nörogelişimsel Bozuklukları Anlamak İçin Zebra Balığı, Medaka ve Turkuaz Killifish Bölüm 3

3.2. Küçük Balıklarla Gen Düzenleme Kolaylığı

İnsan genlerinin yaklaşık %71'inin en az bir zebra balığı gen ortologuna sahip olduğu tahmin edilmektedir [31].

İnsan genleri ile hafıza arasındaki ilişki her zaman büyük endişe konusu olmuştur. Bilimsel araştırmalar insan genlerinin hafızamız üzerinde çok önemli bir etkiye sahip olduğunu gösteriyor. Genler insan vücudunda doğal olarak kalıtılan bilgilerdir ve kalıtım yoluyla gelecek nesillere aktarılır. Bu süreçte genler, hafızamız da dahil olmak üzere fiziksel özelliklerimizi ve işlevlerimizi etkiler.

İlk olarak bilim insanları bazı genler ile hafıza arasındaki ilişkiyi doğruladılar. Örneğin, belirli genler üzerinde yapılan araştırmalar, bunların insanların beynindeki öğrenme ve hafızayı etkilemede önemli bir rol oynadığını gösteriyor. Bu genler beyindeki nöronlar arasındaki iletişimin yanı sıra beynin yapısını ve işlevini de etkileyebilir.

Ayrıca araştırmalar genlerin hafıza gelişimiyle de ilişkili olabileceğini gösteriyor. Bu, bazı insanların diğerlerinden daha iyi hafızaya sahip olduğu anlamına gelir ve bu, miras aldıkları iyi genlerden kaynaklanabilir.

Genler hafızayı etkilemede önemli bir rol oynamasına rağmen tek faktör değildir. Çevremiz ve deneyimlerimiz de hafızamızı etkileyebilir. Beynimiz, sürekli öğrenme ve eğitim yoluyla hafızayı geliştirebilir; bu aynı zamanda beyin aktivitemiz ve sağlığımız için de çok faydalıdır.

Bu nedenle olumlu bir tutum sergilemeli ve etkili egzersizlerle meşgul olmalı ve hafızamızı geliştirmek için çalışmalıyız. Aynı zamanda hayatlarımızı ve işimizi daha iyi planlamak, güçlü ve zayıf yönlerimizi anlamak için genlerimize de başvurabiliriz. En önemli şey, iyimser bir tutum sergilememiz ve her zaman daha iyi bir hafızaya sahip olabileceğimize inanmamızdır, bu da hedeflerimize ve arzularımıza daha iyi ulaşmamıza yardımcı olacaktır.

Özetle insan genleri ile hafıza arasındaki ilişki oldukça karmaşıktır. Genler hafızayı etkilemede önemli bir rol oynasa da çevremiz ve deneyimlerimiz de aynı derecede önemlidir. Egzersiz ve öğrenmeye aktif olarak katılalım, potansiyelimizi açığa çıkaralım ve hafıza mucizelerimizi yaratalım. Hafızayı geliştirmemiz gerektiği görülebilir ve Cistanche Deserticola hafızayı önemli ölçüde geliştirebilir çünkü Cistanche Deserticola, hafızayı geliştirmek de dahil olmak üzere birçok benzersiz etkiye sahip geleneksel bir Çin tıbbi malzemesidir. Cistanche Deserticola'nın etkinliği, tannik asit, polisakkaritler, flavonoid glikozitler vb. dahil olmak üzere içerdiği çok sayıda aktif bileşenden gelir. Bu bileşenler, çeşitli yollarla beyin sağlığını geliştirebilir.

Belleği geliştirmenin 10 yolunu bilin'e tıklayın

Ayrıca insan hastalıklarıyla ilişkili olduğu bilinen genlerin yaklaşık %84'ünün zebra balığı genomunda ortologları vardır [32].

Küçük balıklar basit gen düzenleme prosedürleri avantajına sahiptir. Verimli genom mühendisliği, zebra balığı ve medaka dahil olmak üzere çeşitli model organizmalarda çinko parmak nükleazları (ZFN'ler) veya transkripsiyon aktivatörü benzeri efektörler (TALEN'ler) ile elde edilebilir [33-36] ve CRISPR-Cas9 tekniğinin ortaya çıkışı bunu çok daha kolay hale getirdi. son yıllarda belirli genleri devre dışı bırakmak veya düzenlemek için [37-39].

Küçük balıklarda, yumurtlama ve döllenme ebeveynin vücudu dışında meydana gelir ve gen düzenleme faktörleri döllenmiş yumurtalara mikroenjeksiyon yoluyla uygulanır ve bunlar daha sonra bir petri kabında yumurtadan çıkabilir [40].

Örneğin GFP mRNA'nın embriyoya enjekte edilmesiyle günler, aylar beklemeden sonuçların enjeksiyondan sonraki gün gözlemlenmesi mümkündür [41]. Şimdiye kadar gen düzenlemeye yönelik geliştirilmiş ve gelişmiş teknikler rapor edilmiştir ve yüksek düzeyde mutajenik CRISPR-Cas9 yöntemi, boş mutantları taklit eden F0 embriyolarının bile enjeksiyonunu mümkün kılarak mutasyonların indüksiyonunu hızlı ve verimli hale getirir [42].

Morfolino antisens oligonükleotid bazlı hedef genlerin yok edilmesi genellikle küçük balıklarda gerçekleştirilmiştir, ancak morfolino ve nakavt fenotipleri arasında fenotipik farklılıklar olabilir [43]. Bu, morfolino kaynaklı hedef dışı etkilerin varlığına veya anlamsız aracılı mRNA bozunmasının varlığına ve nakavt bireylerde ilişkili genetik telafiye bağlı olabilir [44].

Zebra balığındaki gen fonksiyonunun analizinde, antisens morfolino oligonükleotidler kullanmak yerine mutantların üretilmesi ve bunların fenotiplerinin analiz edilmesi şiddetle tavsiye edilir. CRISPR-Cas9 sistemi ayrıca homolojiye yönelik onarım (HDR) kullanılarak hedef genin veya spesifik genevaryantların devre dışı bırakılmasına olanak tanır. ) veya diğer mekanizmalar [45-50].

Zebra balığı genomuna eksojen DNA'nın stabil girişi 1988'de zaten başarılmıştı [51]. I-SceI meganükleaz enziminin kısıtlama bölgelerini taşıyan transgenik vektörle birlikte koenjeksiyonu [52] veya tol2 veya uyuyan güzel transpozazın transgenik vektör taşıyan ile birlikte enjeksiyonu cis-düzenleyici tekrarlarla çevrili transgenik kaset [53,54], transgenin germline iletimini çok etkili bir şekilde kolaylaştırır.

Bu genom mühendisliği teknikleri zebra balığı, medaka ve turkuaz killifishler için geçerlidir, ancak turkuaz killifishlerin yumurtalarına mikroenjeksiyon yapmanın zor olduğunu düşünüyoruz. Bunun nedeni, turkuaz kilifish'in zebra balığı ve medaka ile karşılaştırıldığında nispeten sert koryonudur ve lütfen turkuaz kilifish'in genom mühendisliği hakkındaki mükemmel yayınlara bakın [55,56].

Aynı şey fare için de yapılsaydı, embriyonun gen düzenlemesi, çiftleşmiş dişi fare gövdesinden döllenmiş yumurtaların toplanmasını, temiz operasyonlar altında genom mühendisliği çözümünün yumurtalara mikroenjekte edilmesini ve implantasyonunu gerektiren karmaşık bir operasyon olurdu. Yumurtaların apsödo-hamile farenin fallop tüplerine enjekte edilmesi teknik olarak çok daha zor ve pahalı olacaktır.

Zebra balığı, yumurtlama başına 100'den fazla yumurta üretebilir, bu da istenen gen düzenlemesine sahip bireylerin yakalanmasını kolaylaştırır. Zebra balığı 3 ay içinde yetişkinliğe ulaşacak ve böylece bir sonraki neslin üremesi mümkün olacak.

Medaka ve turkuazkilli balıklarda yumurtlama başına yumurta sayısı zebra balıklarından daha az gibi görünse de, yetişkin balığın ve akvaryumun durumu idealse her gün yumurta bırakırlar.

Medaka ve turkuaz kilifish sırasıyla yaklaşık 2-3 ay ve 1 ay içinde cinsel olgunlaşma gösterebilir. Farelerle karşılaştırıldığında, sonraki yönetimin maliyeti de büyük ölçüde azaltılabilir. Yukarıda açıklandığı gibi, zebra balığı ve medaka genetik manipülasyon için ana modellerdir, turkuaz killifish ise yaşlanma ve yaşa bağlı bozukluklara yönelik çalışmalar için mükemmel bir model sağlar (Şekil 1).

Turkuaz kilifishlerin yaşlanması bir sonraki bölümde anlatılmaktadır. Küçük balıklar kullanılarak genetik çalışma tasarlanırken birçok genetik özelliğin bilincinde olmak gerekir.

Zebra balıkları 25 kromozomlu (25x2n) diploid olup insanlara yakın olmakla birlikte cinsiyet kromozomları belirlenememiştir. Cinsiyet belirleme mekanizması halen tam olarak ortaya çıkarılamamıştır ancak zebra balığı cinsiyetinin çevresel faktörlerden etkilenebildiği tespit edilmiştir. [57–59]. Buna karşılık medaka veya turkuaz killi balığının cinsiyeti, XX/XY cinsiyet kromozomları tarafından belirlenir [60-62].

İnsanlar da dahil olmak üzere omurgalılar, yaklaşık 500 milyon yıl önce atalarımızın genomunun iki katına çıktığı bir tam genom kopyalanması yaşadı. Ayrıca, zebra balığı, medaka ve turkuaz killifish dahil olmak üzere teleostlar, yeni bir tam genom çoğaltma turu daha deneyimlediler [63-65].

Bu nedenle bazı genlerde insanlarla zebra balığı arasında 1:1 benzerlik yoktur ve iki ortolog gen bulunabilir. İki ortologun olması, ortologlardan biri devre dışı kalsa bile diğer paralogun işlevini telafi edebileceği anlamına gelir.

Ayrıca bu genlerin paralogları arasında yapı, fonksiyon ve ekspresyon modellerinde farklılıklar olduğu da rapor edilmiştir, bu da her genin kendi önemine sahip olduğunu düşündürebilir [66].

Bazı durumlarda, insan hastalıklarında veya bozukluklarında görülen beklenen fenotiplerle bir nakavt çizgisi oluşturmak için bu iki ortolog genin çift nakavt edilmesi gerekli olabilir. Ayrıca ilgilenilen genin ortologunun mevcut olup olmadığını kontrol etmek de gereklidir (örneğin, SNCA'nın teologu medaka'da mevcuttur ancak zebra balığında yoktur).

For more information:1950477648nn@gmail.com