hirdetés

Egzotikus modellállatok

A CRISPR-génszerkesztéssel létrehozott új organizmusok révén tanulmányozhatóvá válik a viselkedés és a komplex betegségek genetikai háttere.

hirdetés

A CRISPR-rendszerrel történő genomszerkesztés módszerének 2012-ben történt kidolgozása óta a biológusok előszeretettel használják a technológiát a népszerű modellállatok – egér, gyümölcslégy, majom - genomjának olcsó és gyors módosítására. Az elmúlt években azonban olyan egzotikus fajokon is kísérletezni kezdtek, amelyeket korábban sose tudtak laborban tenyészteni, sőt olyanokon is, amelyek teljesgenom-analízisét még nem is végezték el.

„A modell-organizmusok új korszakába érkeztünk”, nyilatkozta a Nature híroldalának Tessa Montague, a Columbia University molekuláris biológusa, aki különleges viselkedésű tintahalak neuronjait tanulmányozza, és akinek először sikerült a lábasfejűek embrióinak genomját CRISPR-rendszerrel módosítani. A Montague által tanulmányozott állatok - Euprymna scolopes és Sepia bandensis – híresek arról, hogy kiválóan álcázzák magukat: bőrük színe és mintázata tökéletesen alkalmazkodik ahhoz, amilyennek környezetüket látják, azaz kamuflázsuk agyi aktivitásuk tökéletes megjelenítője. A CRISPR felfedezése előtt nehéz volt követni, hogy a tintahalak agya hogyan dolgozza fel az ingereket, mivel ehhez elektródákat vagy más szenzorokat kellett volna az állatok koponyájához rögzíteni, a lábasfejűeknek azonban nincsenek csontjaik. A CRISPR révén Montague és kollégái úgy alakították át a tintahalak neuronjait, hogy felvillannak, amikor tüzelnek, így működésük könnyen tanulmányozható.

A neurológiai alapkutatás más területen is sokat köszönhet az új eszköznek. Ed Boyden neurobiológus (Massachusetts Institute of Technology) a világ legkisebb emlősének agyát tanulmányozza; az etruszk facickány (Suncus etruscus) agya olyan kicsi, hogy az egész szerv egyszerre tanulmányozható a mikroszkóp alatt. A génszerkesztett állat neuronjai szintén felvillannak, amikor tüzelnek, ami lehetővé teszi a teljes agy működésének valós idejű tanulmányozását.

A CRISPR-rendszerrel létrehozott újfajta modellállatokkal a kutatók napjainkban egyre inkább a viselkedés genetikájához akarnak közelebb férkőzni. Daniel Kronauer (Rockefeller University) olyan hangyákat hozott létre, amelyek nem képesek érzékelni a faj szociális viselkedését irányító feromonokat, Shuji Shigenobu (National Institute for Basic Biology in Okazaki) pedig a borsót tönkretevő levéltetű viselkedését módosítja génszerkesztés révén. A San Francisco-i Brian Gillis tisztaságmániás méheket tanulmányoz, és azokat a géneket keresi bennük, amelyek felelősek lehetnek azért, hogy az állatok a többi törzsbe tartozó méhhez képest sokkal inkább eltávolítják kolóniájukból a patogéneket. A remények szerint a megtalált géneket majd a többi fajba is be lehet szerkeszteni.

A standard rágcsálómodellekhez képest az emberhez közelebb álló, fejlettebb állatok, így pl. a majmok viselkedésének CRISPR általi módosításával leginkább Kínában és Japánban próbálkoznak. Az idegkutató Zilong Qiu (Kínai Tudományos Akadémia) egy idegfejlődési zavar, a Rett szindróma génjét módosította az editáló eszközzel, majd a módosított gént makákókba juttatva váltott ki autizmust az állatokban. A génszerkesztett majmok a betegség viselkedéses tüneteit is produkálják (repetitív mozgások, kontaktuskerülés), így az autizmus eddigi modelljeihez képest jobb megközelítést biztosítanak.

A humán gyógyászat egy másik oldalán használja a génszerkesztést az ausztrál Timothy Doran, aki a tyúktojást akarja átalakítani. A Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation molekuláris biológusa olyan hipoallergén tojást akar előállítani, amelyből hiányzik az a protein, ami egyébként a tojásban előállított vakcinák beadása után a gyermekek 2%-ában allergiás reakciót vált ki. Madarakban azonban még mindig nehéz a technika használata. Az emlősök szervezetét rá lehet venni, hogy extra petesejteket termeljenek, amiket eltávolítva át lehet szerkeszteni, majd megtermékenyítés után vissza lehet juttatni az állat szervezetébe, a madarak esetében azonban a megtermékenyített pete (a tojás sárgája) szorosan kötődik a fehérjéhez, és az eltávolítása tönkretenné az embriót. A tojás akkor is nehezen hozzáférhető, amíg a tyúk szervezetében van, azaz a CRISPR alkotórészeit nem lehet közvetlenül abba injektálni. Viszont mire a tyúk kitojja a tojást, az embrió fejlődése annyira előrehaladt, hogy a génszerkesztés már nem opció.

Doran és munkatársai a következő módszerrel kerülték meg a problémát: megkeresték azokat a primordiális csírasejteket, amikből a spermiumok és a tojások kialakulnak. Mint kiderült, a legtöbb egyéb állattól eltérően, a csirkék esetében fejlődésük során a primordiális csírasejtek egy ideig a véráramban tartózkodnak, így onnan kivonhatók, átszerkeszthetők, majd visszajuttathatók a fejlődő madárba. A felismerés után Doranék egy olyan módszert is kifejlesztettek, amivel a CRISPR alkotórészei közvetlenül a véráramba juttatva képesek a csírasejtek átszerkesztésére.

Az elmúlt két évben egyébként már nemcsak magányos kutatók próbálkoznak az újgenerációs modellorganizmusokkal: a CRISPR révén létrehozott modellállatokat kutatók sikereit látva az USA Nemzeti Tudományos Alapja egy 24 millió dolláros programot indított a komplex tulajdonságok és a viselkedés genetikai hátterének feltárásában használható modellorganizmusok létrehozására. Vagyis a remények szerint az atipikus állatmodellek nemcsak a monogénes betegségek jobb megértésében segíthetnek, de közelebb vihetnek az öröklődés sötét anyagának feltárásához, a komplex betegségek genetikájának tisztázásához is.

Dr. K. A.
a szerző cikkei

hirdetés
Olvasói vélemény: 0,0 / 10
Értékelés:
A cikk értékeléséhez, kérjük először jelentkezzen be!
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés

blog

Egy 57 éves, frissen kezelni kezdett hypertoniás, dohányzó férfibetegnél korábban, hegymenetben jelentkezett már anginaszerű panasza, ami miatt kardiológushoz előjegyezték. Most favágás közben jelentkezett retrosternalis szorító-markoló fájdalom.

Amennyiben a képalkotó szakemberek számára rendelkezésre áll egy iPhone vagy egy iPad készülék, rengeteg minőségi radiológia-orientált alkalmazás közül választhatnak. A más operációs rendszert használók számára jelenleg sokkal korlátozottabbak a lehetőségek.

Úgy látszik, a fül- orr- gégészetet egyre szorosabb szálak fűzik össze a babasamponnal. Most kiderült, hogy alkalmas nasenendoscopia, azaz orrtükrözés során páramentesítésre is, legalábbis thaiföldi kollégák szerint.

Azok számára, akik tudják, mik a gyógyszer hatóanyagai, a mélyvénás trombózis miatti halálesetekről szóló hír nem annyira meglepő. A Diane kombinációban tartalmaz ciproteron-acetátot és az etinil-ösztradiolt.