قبل عام ، أخذت دورة "وراثة الماوس. نماذج الأمراض البشرية "التي عقدها المركز الدولي للهندسة الوراثية والتكنولوجيا الحيوية (ICGEB). لقد كنت أراقب هذه المنظمة منذ فترة طويلة (منذ 2014) ، وعندما تسنح الفرصة ، أتيت إليهم في المؤتمرات وورش العمل. في الوقت الحالي يغطي ICGEB 98 دولة ، 65 منها أعضاء في المنظمة. لسوء الحظ ، فإن أوكرانيا ليست دولة مشاركة بعد ، ولكن منذ حوالي عامين تم توقيع اتفاقية تعاون مع ICGEB. إن تعاون الدول مع ICGEB يعد الباحثين بآفاق كبيرة ، على سبيل المثال ، فرصة القيام بعمل علمي في قلب منظمة ترييستي (إيطاليا) أو الحصول على مشاركة منحة في الدورات والمؤتمرات. يتم منح طلاب الماجستير والدكتوراه من الدول المشاركة الفرصة لإجراء بحث حول أحدث المعدات.بالنسبة لأوكرانيا ، يعد هذا عاملاً حيويًا ، لذلك أتطلع إلى موعد دخول الاتفاقية الموقعة بين سفير أوكرانيا لدى إيطاليا إيفين بيريليجين و ICGEB حيز التنفيذ. ألاحظ أن الأبواب مفتوحة أيضًا لعلماء من دول غير متعاونين مع المنظمة. ولكن في هذه الحالة ، سيتعين عليك دفع رسوم التسجيل بنفسك.
سأعود إلى قصة دورة العام الماضي. لقد أسعدني للغاية أن أكون قادرًا على المشاركة في الحديث "نموذج القوارض الفأري (الجذر الجذر ، Microtus oeconomus Pall.) في الإشارة الحيوية للسمية البيئية" . بالطبع ، لم يستطع موضوعي التنافس في جميع الجوانب مع التطورات المبتكرة التي جلبها المشاركون الآخرون في الدورة. وكانت تقارير موظفي مختبرات ICGEB بشكل عام فوق المدح! ومع ذلك ، الحيوانات النموذجية - لا يزال هذا هو موضوعي: بعد كل شيء ، عملت لمدة 4 سنوات في معهد البيولوجيا الجزيئية وعلم الوراثة ، ومحاكاة جميع أنواع الأمراض في القوارض الصغيرة. وكان لدينا أيضًا ماوس GFP ، والذي يُستخدم أيضًا كحيوان نموذجي. لذلك ، جلست بسعادة ، جلست واستمعت إلى مكبرات الصوت الرائعة.
يجب أن أعترف أنني لم أكن أعلم سابقًا بوجود عيادة الفأر الألمانية في ألمانيا . دكتور. أخبر ولفغانغ ورست في شكل بسيط ويمكن الوصول إليه عن أسرار إنشاء خطوط من النماذج الحيوانية المعدلة وراثيا مع جينات بشرية مختلفة (حسب إرادة المجرب). أوضح العالم مدى أهمية تحمل الجيل الأول من الحيوانات المعدلة وراثيا لتحمل المسؤولية عن تربية الأفراد الذين تم الحصول عليهم وفقًا لمبادئ علم الحيوان المناسبة ، وزيادة الثروة الحيوانية مع المراقبة المستمرة لوجود الجينات البشرية في النسل الناتج. تشمل أمثلة التحكم ، من بين أمور أخرى ، الخصائص البصرية الشائعة ، على سبيل المثال ، التغييرات في معطف الحيوان ، حجم الذيل ، متوسط الحجم ، إلخ. على سبيل المثال ، إذا قمنا بتصميم نموذج متماثل الزيجوت لجين MSTN، ثم سيكون الماوس أكبر بكثير من ممثل النوع البري). تستخدم عيادته أيضًا أجهزة الموجات فوق الصوتية والأشعة السينية للفئران. على سبيل المثال ، يتميز مرض باجيت بانتهاك إعادة تشكيل العظام ، مما يؤدي إلى زيادة وتشوه العظام. سوف تظهر الأشعة السينية تغييرات مميزة. يحدث هذا المرض بسبب طفرة في جينات SQSTM1 و RANK . وأشار الدكتور فولفجانج ورست أيضًا إلى Brainbow كمعيار .
يهدف نموذج Brainbow إلى تخطيط علاقات الخلايا العصبية في الدماغ. من أجل إنشاء مثل هذا النموذج ، من الضروري القضاء على تلك الجينات التي تهم اختصاصي التكنولوجيا الحيوية باستخدام ما يسمى أداة نظام Cre-LoxP . يتكون هذا النظام من Crerecombinases ومواقع LoxP (تسلسل DNA يتكون من 34 زوجًا من النيوكليوتيدات). تم تجسس هذا النظام واستعارته من الطبيعة ، وبالتحديد Phage P1. في عاثية P1 ، يسمح هذا النظام بدورة الحياة الطبيعية لهذا الفيروس مع إدخال العاثية في الجينوم البكتيري. في التجربة ، يدرج العلماء شريطًا يحتوي على جينات لـ 4 بروتينات الفلورسنت وبين الجينات ستة مواقع LoxP ( 3 أزواج : 1 و 2 و 3) بحيث يتم توجيه الأزواج في نفس الاتجاه. تسمح هذه الطريقة في إدخال مواقع LoxP بقص جزء بين مواقع LoxP متطابقة . يوفر هذا الإنزيم Cre- recombinase. لذا ، إنزيم كريrec-recombinase يطوى جزيء الحمض النووي بطريقة لبناء مواقع LoxP متطابقة مقابل بعضها البعض ، ويصنع تقاطعًا بين هذه الأجزاء من جزيء الحمض النووي. هذا يؤدي إلى حقيقة أن المنطقة التي كانت بين موقعي LoxP محاطة في حلقة ثم يتم قطعها من الجزيء. ترتبط المواقع التي كانت إلى يمين ويسار مواقع LoxP معًا. لذلك ، يسمى هذا النظام بالضربة القاضية - لأنه يوقف بعض الجينات. لكن نموذج Brainbow ليس مجرد ضربة قاضية ، ولكن مشروط Knockou t ، أي بالضربة القاضية تحت ظروف معينة. لهذا ، يتم تنشيط Cre- recombinase فقط في خلايا الحصين.... من أجل أن يبدأ Cre- recombinase في خلايا محددة فقط ، يتم اختيار محفز خاص ، في هذه الحالة ، محفز الجين THY1 . في هذا التصميم ، هناك أربعة أجزاء في وقت واحد ترمز إلى بروتينات الفلورسنت: البرتقالي والأحمر والأصفر والأزرق. إذا تم إعادة التركيب في مواقع الزوج الأول ، تتم إزالة بروتين الفلورسنت البرتقالي من البناء ، ويتم توصيل بروتين الفلورسنت الأحمر بالمروج. إذا حدث إعادة التركيب في مواقع الزوج الثاني ، فسيتم إزالة بروتينات الفلورسنت البرتقالية والحمراء ، وسيتحد المروج مع الأصفر. حسنًا ، سيتم إزالة الخيار الثالث - البرتقالي والأحمر والأصفر ، وسيبقى اللون الأزرق فقط. هذا يؤدي إلى حقيقة أن كل خلية ملطخة بلونها الخاص. بسبب توليفات مختلفة من الألوان الفلورية والألوان ، حوالي 70تركيبات الألوان الفردية التي يمكن تمييزها عن طريق الكمبيوتر.
من هذه الخلايا ، حيث حدث إعادة التركيب المثلي الناجح ، يمكن الحصول على الحيوانات المعدلة وراثيا. عندما تم عبورها بسلالة من الفئران مع جين Cre-recombinase ، تم الحصول على النسل يحمل كل من جين Cre-recombinase وجاكيت "متعدد الألوان". في مثل هذه الفئران ، سيحدث إعادة التركيب وستكون الخلايا العصبية ملطخة - سيكون من السهل على العلماء تتبع أين تبدأ عمليات الخلايا العصبية وتنتهي ، وبالتالي ، من الممكن تتبع الترابط بين الخلايا العصبية في الدماغ.
إن Brainbow معيار حقًا. إنها رشيقة للغاية. بالمناسبة ، كنت أتصفح هذا الأسبوع أخبار معهد Bogomolets وشاهدت فيديو Medexpertiza - القناة 5. الفيديو مخصص لدراسة عمليات الألم ، والأحاسيس من شدته والتغلب عليه بدون مسكنات. ياروسلاف أندريانوف ، طالب دراسات عليا في معهد علم وظائف الأعضاء التابع للأكاديمية الوطنية للعلوم في أوكرانيا ، يتحدث عن بحثه ، وتوضح إحدى شاشات الكمبيوتر الخاصة به التلفيف المسنن في الحصين الماوس ، ملطخة بطريقة Brainbow. الرسم من TA Weissman et al. توليد وتصوير فئران Braibow متعددة الألوان . فيديو مثير للاهتمام ومفيد للغاية. ربما دفعني هذا الفيديو إلى كتابة هذه الملاحظة.
PS رابط جيد لإعادة التركيب Cre-LoxP على الإنترنت