Zebrafish، Medaka و Killifish فیروزه ای برای درک اختلالات عصبی/عصبی رشدی انسان قسمت 3

3.2. سهولت ویرایش ژن با ماهی های کوچک

تخمین زده می‌شود که تقریباً 71 درصد از ژن‌های انسان حداقل یک ارتولوگ ژن گورخرماهی دارند [31].

رابطه بین ژن‌های انسان و حافظه همیشه موضوعی بسیار مورد توجه بوده است. تحقیقات علمی نشان می دهد که ژن های انسان تاثیر بسیار مهمی بر حافظه ما دارند. ژن ها به طور طبیعی اطلاعات ارثی در بدن انسان هستند و از طریق ارث به نسل های آینده منتقل می شوند. در این فرآیند، ژن ها بر ویژگی ها و عملکردهای فیزیکی ما از جمله حافظه ما تأثیر می گذارند.

اول، دانشمندان رابطه بین برخی از ژن ها و حافظه را تایید کرده اند. به عنوان مثال، تحقیقات بر روی برخی از ژن ها نشان می دهد که آنها نقش کلیدی در تأثیرگذاری بر یادگیری و حافظه در مغز افراد دارند. این ژن ها می توانند بر ارتباط بین نورون های مغز و همچنین ساختار و عملکرد مغز تأثیر بگذارند.

علاوه بر این، تحقیقات همچنین نشان می دهد که ژن ها نیز ممکن است با رشد حافظه مرتبط باشند. این بدان معناست که برخی از افراد حافظه بهتری نسبت به دیگران دارند و این ممکن است به دلیل ژن های خوبی باشد که به ارث می برند.

اگرچه ژن ها نقش مهمی در تأثیرگذاری بر حافظه دارند، اما تنها عامل نیستند. محیط و تجربیات ما نیز می تواند بر حافظه ما تأثیر بگذارد. مغز ما می تواند حافظه را از طریق یادگیری و آموزش مداوم بهبود بخشد که برای فعالیت و سلامت مغز ما نیز بسیار مفید است.

بنابراین باید نگرش مثبت خود را حفظ کنیم و برای بهبود حافظه خود به ورزش و مطالعه موثر بپردازیم. در عین حال، می‌توانیم به ژن‌های خود نیز برای درک نقاط قوت و ضعف خود برای برنامه‌ریزی بهتر زندگی و کار خود مراجعه کنیم. مهمترین چیز این است که ما باید یک نگرش خوش بینانه داشته باشیم و همیشه باور داشته باشیم که می توانیم حافظه بهتری داشته باشیم که به ما کمک می کند تا بهتر به اهداف و خواسته هایمان برسیم.

به طور خلاصه، رابطه بین ژن های انسان و حافظه بسیار پیچیده است. در حالی که ژن ها نقش مهمی در تأثیرگذاری بر حافظه دارند، محیط و تجربیات ما به همان اندازه مهم هستند. بیایید فعالانه در تمرین و یادگیری شرکت کنیم، پتانسیل خود را آزاد کنیم و معجزات حافظه خود را خلق کنیم. مشاهده می شود که ما نیاز به بهبود حافظه داریم و سیستانچ دسرتیکولا می تواند حافظه را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد زیرا سیستانچ دسرتیکولا یک ماده دارویی سنتی چینی است که اثرات منحصر به فرد زیادی دارد که یکی از آنها بهبود حافظه است. اثربخشی سیستانش دسرتیکولا از ترکیبات فعال متعددی که شامل تانیک اسید، پلی ساکاریدها، گلیکوزیدهای فلاونوئید و غیره است، ناشی می شود. این مواد می توانند سلامت مغز را از طریق مسیرهای مختلف ارتقا دهند.

روی 10 روش برای بهبود حافظه کلیک کنید

علاوه بر این، تقریباً 84 درصد از ژن‌هایی که با بیماری‌های انسانی مرتبط هستند دارای ارتولوگ‌هایی در ژنوم گورخرماهی هستند [32].

ماهی های کوچک مزیت روش های ساده برای ویرایش ژن را دارند. مهندسی ژنوم کارآمد می‌تواند توسط نوکلئازهای انگشت روی (ZFNs) یا عوامل فعال‌کننده رونویسی (TALENs) در موجودات مدل مختلف، از جمله گورخرماهی و مداکا [33-36] کنار بیاید، و ظهور تکنیک CRISPR-Cas9 آن را بسیار آسان‌تر کرده است. برای حذف یا ویرایش ژن های خاص در سال های اخیر [37-39].

در ماهی‌های کوچک، تخم‌گذاری و لقاح در خارج از بدن والدین اتفاق می‌افتد و عوامل ویرایش ژن با تزریق میکرو به تخم‌های بارور شده وارد می‌شوند، که سپس می‌توانند در پتری دیش از تخم خارج شوند [40].

به عنوان مثال، با تزریق mRNA GFP به جنین، می توان نتایج را در روز بعد از تزریق بدون انتظار روزها یا ماه ها مشاهده کرد [41]. تکنیک‌های بهبودیافته و پیشرفته‌ای برای ویرایش ژن تاکنون گزارش شده‌اند، و روش بسیار جهش‌زا CRISPR-Cas9 حتی تزریق جنین‌های F{3}} را با تقلید از جهش‌های پوچ ممکن می‌سازد و القای جهش‌ها را سریع و کارآمد می‌سازد [42].

نابودی ژن‌های هدف مبتنی بر اولیگونوکلئوتید آنتی‌سنس مورفولینو اغلب در ماهی‌های کوچک انجام می‌شود، اما می‌تواند تفاوت‌های فنوتیپی بین فنوتیپ‌های مورفولینو و حذفی وجود داشته باشد [43]. این ممکن است به دلیل وجود اثرات غیرهدف ناشی از مورفولینو یا وجود پوسیدگی mRNA با واسطه بی معنی و جبران ژنتیکی مرتبط در افراد ناک اوت باشد [44].

در تجزیه و تحلیل عملکرد ژن در گورخرماهی، اکیداً توصیه می شود که به جای استفاده از مورفولینو الیگونوکلئوتیدهای ضد سن، جهش یافته و فنوتیپ های آنها را تجزیه و تحلیل کنید. سیستم CRISPR-Cas9 همچنین با استفاده از ترمیم مبتنی بر همسانی (HDR) امکان ضربه زدن به ژن هدف یا ژنواره های خاص را فراهم می کند. ) یا مکانیسم های دیگر [45-50].

معرفی پایدار DNA اگزوژن در ژنوم گورخرماهی قبلاً در سال 1988 به دست آمد [51]. تزریق همزمان آنزیم مگانوکلئاز I-SceI همراه با ناقل تراریخته حامل مکان های محدود [52] یا تزریق همزمان tol2 یا ترانسپوزاز زیبایی خواب با حامل ناقل تراریخته. کاست تراریخته که با تکرارهای سیس تنظیمی احاطه شده است [53،54] انتقال ژن تراریخته را به طور بسیار موثری تسهیل می کند.

این تکنیک‌های مهندسی ژنوم در مورد گورخرماهی، مداکا و فیروزه‌ماهی‌ها اعمال می‌شود، اما فکر می‌کنیم که انجام تزریق میکرو در تخم‌های ماهی فیروزه‌ای دشوار است. این به دلیل کوریون نسبتاً سخت ماهی کیلی فیروزه در مقایسه با گورخرماهی و مداکا است، و لطفاً از انتشارات عالی در مورد مهندسی ژنوم ماهی فیروزه دیدن کنید [55،56].

اگر قرار بود همین کار با موش انجام شود، ویرایش ژنی جنین یک عملیات پیچیده خواهد بود که به جمع آوری تخمک های بارور شده از بدن موش ماده جفت شده، تزریق ریز محلول مهندسی ژنوم به عملیات تمیز کردن تخم مرغ و کاشت نیاز دارد. تخمک های تزریق شده به لوله های فالوپ موش حامله شبه، که از نظر فنی بسیار دشوارتر و گران تر خواهد بود.

گورخرماهی می‌تواند بیش از 100 تخم در هر تخم‌گذاری تولید کند، که به راحتی می‌توان افراد را با ویرایش ژن مورد نظر انتخاب کرد. گورخرماهی در عرض 3 ماه بالغ می شود و امکان پرورش نسل بعدی را فراهم می کند.

در مورد مداکا و فیروزکیلی‌ماهی‌ها، تعداد تخم‌ها در هر تخم‌گذاری کمتر از گورخرماهی به نظر می‌رسد، اما اگر وضعیت ماهی بالغ و آکواریوم ایده‌آل باشد، هر روز تخم‌گذاری می‌کنند.

ماهی کشتار مداکان و فیروزه به ترتیب می توانند بلوغ جنسی را در حدود 2 تا 3 ماه و 1 ماه نشان دهند. در مقایسه با موش‌ها، هزینه مدیریت بعدی نیز می‌تواند بسیار کاهش یابد. همانطور که در بالا توضیح داده شد، گورخرماهی و مداکا مدل‌های اصلی برای دستکاری ژنتیکی هستند، در حالی که ماهی فیروزه‌ای یک مدل عالی برای مطالعات پیری و اختلالات مرتبط با سن ارائه می‌دهد (شکل 1).

پیری ماهی فیروزه ای در فصل بعدی توضیح داده شده است. هنگام طراحی یک مطالعه ژنتیکی با استفاده از ماهی های کوچک، باید از چندین ویژگی ژنتیکی آگاه بود.

گورخرماهی دیپلوئید با 25 کروموزوم (25×2n) و نزدیک به انسان است، اما کروموزوم های جنسی آنها شناسایی نشده است. مکانیسم تعیین جنسیت هنوز به طور کامل کشف نشده است، اما مشخص شده است که جنسیت گورخرماهی می تواند تحت تأثیر عوامل محیطی قرار گیرد. [57-59]. در مقابل، جنسیت ماهی کشتار فیروزه مداکائور توسط کروموزوم‌های جنسی XX/XY تعیین می‌شود [60-62].

مهره‌داران، از جمله انسان‌ها، یک تکثیر کل ژنوم را تجربه کردند که در آن ژنوم در اجداد ما تقریباً 500 میلیون سال پیش دو برابر شد. علاوه بر این، ماهی‌های استخوانی، از جمله گورخرماهی، مداکا و فیروزه‌ماهی، دور دیگری از تکثیر ژنومی را تجربه کردند [63-65].

بنابراین، در برخی از ژن ها، مطابقت 1:1 بین انسان و گورخرماهی وجود ندارد و می تواند دو ژن ارتولوگ وجود داشته باشد. این واقعیت که دو ارتولوگ وجود دارد به این معنی است که حتی اگر یکی از ارتولوگ ها حذف شود، پارالوگ دیگر ممکن است بتواند عملکرد خود را جبران کند.

همچنین گزارش شده است که تفاوت‌هایی در ساختار، عملکرد و الگوهای بیان بین پارالوگ‌های این ژن‌ها وجود دارد که ممکن است نشان دهد هر ژن اهمیت خاص خود را دارد [66].

در برخی موارد، حذف مضاعف این دو ژن ارتولوگ ممکن است برای ایجاد خط ناک اوت با فنوتیپ‌های پیش‌بینی‌شده در بیماری‌ها یا اختلالات انسانی ضروری باشد. همچنین لازم است بررسی شود که آیا ارتولوگ ژن مورد نظر وجود دارد یا خیر (به عنوان مثال، تئورتولوژی SNCA در medaka وجود دارد اما در گورخرماهی وجود ندارد).

For more information:1950477648nn@gmail.com