Vor einem Jahr nahm ich an einem Kurs „Mausgenetik; Modelle für menschliche Krankheiten “des Internationalen Zentrums für Gentechnik und Biotechnologie (ICGEB). Ich beobachte diese Organisation seit langer Zeit (seit 2014) und wenn sich die Gelegenheit ergibt, komme ich auf Konferenzen und Workshops zu ihnen. Derzeit deckt ICGEB 98 Länder ab, von denen 65 Mitglieder der Organisation sind. Die Ukraine ist leider noch kein Mitgliedsland, aber vor etwa zwei Jahren wurde mit ICGEB ein Kooperationsabkommen unterzeichnet. Die Zusammenarbeit der Staaten mit dem ICGEB verspricht Forschern große Perspektiven, zum Beispiel die Möglichkeit, wissenschaftliche Arbeiten im Herzen von Triest (Italien) durchzuführen oder an Stipendien für Kurse und Konferenzen teilzunehmen. Master- und Doktoranden aus den Teilnehmerstaaten erhalten die Möglichkeit, an den neuesten Geräten zu forschen.Für die Ukraine ist dies ein entscheidender Faktor, und ich freue mich darauf, wenn das zwischen dem Botschafter der Ukraine in Italien, Yevhen Perelygin, und dem ICGEB unterzeichnete Abkommen in Kraft tritt. Ich stelle fest, dass die Türen auch für Wissenschaftler aus Ländern offen stehen, die nicht Mitarbeiter der Organisation sind. In diesem Fall müssen Sie die Registrierungsgebühr jedoch selbst bezahlen.
Ich werde auf die Geschichte des letztjährigen Kurses zurückkommen. Ich war sehr erfreut, an dem Vortrag „Das Maus-Nagetiermodell (Wurzelmaus, Microtus oeconomus Pall.) An der Ökotoxizitäts-Bioindikation“ teilnehmen zu können . Natürlich konnte mein Thema nicht in allen Aspekten mit innovativen Entwicklungen anderer Kursteilnehmer konkurrieren. Und die Berichte der ICGEB-Labormitarbeiter waren im Allgemeinen nicht zu loben! Modelltiere - das ist immer noch mein Thema: Immerhin habe ich 4 Jahre am Institut für Molekularbiologie und Genetik gearbeitet und alle Arten von Krankheiten bei kleinen Nagetieren simuliert. Und wir hatten auch eine GFP- Maus, die auch als Modelltier verwendet wird. Deshalb saß ich vor Freude betrunken da und hörte den Lautsprechern gebannt zu.
Ich muss zugeben, dass ich früher nicht einmal von der Existenz der Deutschen Mausklinik in Deutschland wusste . DR. Wolfgang Wurst sprach in einer einfachen und zugänglichen Form über die Geheimnisse der Erstellung von Linien transgener Tiermodelle mit unterschiedlichen menschlichen Genen (abhängig vom Willen des Experimentators). Der Wissenschaftler erklärte, wie wichtig es ist, nach Erhalt der ersten Generation transgener Tiere die erhaltenen Tiere gemäß den einschlägigen zootechnischen Prinzipien verantwortungsvoll zu züchten und die Population durch ständige Überwachung des Vorhandenseins menschlicher Gene in den resultierenden Nachkommen zu erhöhen. Beispiele für die Kontrolle sind unter anderem gemeinsame visuelle Merkmale, zum Beispiel Änderungen im Fell des Tieres, in der Schwanzgröße, in der Durchschnittsgröße usw. Wenn wir beispielsweise ein homozygotes Individuum für das MSTN- Gen modellieren, dann ist die Maus deutlich größer als der Wildtyp). Seine Klinik verwendet auch Ultraschall- und Röntgengeräte für Mäuse. Zum Beispiel ist die Paget-Krankheit durch einen gestörten Knochenumbau gekennzeichnet, der zu einer Vergrößerung und Verformung der Knochen führt. Röntgen zeigt charakteristische Veränderungen. Diese Krankheit wird durch eine Mutation in den Genen SQSTM1 und RANK verursacht . Dr. Wolfgang Wurst bezeichnete den Brainbow auch als Benchmark .
Das Brainbow-Modell zielt darauf ab, die Verbindungen von Neuronen im Gehirn abzubilden. Um ein solches Modell zu erstellen, müssen die Gene, an denen ein Biotechnologe interessiert ist, mit dem sogenannten Cre-LoxP- Systemwerkzeug ausgeschaltet werden. Dieses System besteht aus Cre-Recombinase- und LoxP- Stellen (DNA-Sequenz, bestehend aus 34 Basenpaaren). Dieses System wurde ausspioniert und von der Natur entlehnt, nämlich dem P1-Phagen. Im P1-Phagen ermöglicht dieses System den normalen Lebenszyklus dieses Virus mit der Insertion des Phagen in das Bakteriengenom. In dem Experiment legen Wissenschaftler eine Kassette mit Genen für 4 fluoreszierende Proteine und zwischen den Genen sechs LoxP- Stellen ( 3 Paare : 1, 2 und 3) ein, so dass die Paare in die gleiche Richtung gerichtet sind. Diese Art der Einführung von LoxP- Stellen bietet einen Schnittbereich zwischen identischen LoxP- Stellen. Bietet dieses Enzym Cre- Rekombinase. Also das Cre- EnzymDie β-Rekombinase faltet das DNA-Molekül so, dass identische LoxP- Stellen gegenüberliegen, und erzeugt eine Kreuzung zwischen diesen Abschnitten des DNA-Moleküls. Dies führt dazu, dass der Bereich zwischen den beiden LoxP- Stellen in einer Schleife eingeschlossen und anschließend aus dem Molekül herausgeschnitten wird. Die Pakete, die sich rechts und links von den LoxP- Standorten befanden , sind miteinander verknüpft. Daher wird ein solches System als Knockout bezeichnet, da es bestimmte Gene ausschaltet. Das Brainbow-Modell ist jedoch nicht nur ein Knockout , sondern ein bedingtes Knockou , dh ein Knockout unter bestimmten Bedingungen. Hierzu wird Cre- Rekombinase nur in Hippocampuszellen aktiviert.. Damit die Cre- Rekombinase nur in bestimmten Zellen startet, wird ein spezieller Promotor ausgewählt, in diesem Fall der THY1 - Genpromotor . In diesem Design gibt es vier Teile gleichzeitig, die für fluoreszierende Proteine kodieren: Orange, Rot, Gelb und Blau. Wenn die Rekombination die Stellen des ersten Paares passiert, wird das orange fluoreszierende Protein aus dem Konstrukt entfernt und das rot fluoreszierende Protein wird mit dem Promotor kombiniert. Wenn an den Stellen des zweiten Paares eine Rekombination auftritt, werden die orange und rot fluoreszierenden Proteine entfernt und der Promotor mit dem gelben kombiniert. Nun, die dritte Möglichkeit besteht darin, Orange, Rot und Gelb zu entfernen, und nur Blau bleibt übrig. Dies führt dazu, dass jede Zelle in ihrer eigenen Farbe gemalt wird. Aufgrund der Kombination verschiedener Fluorochrome und Farben etwa 70individuelle Farbkombinationen, die vom Computer unterschieden werden können.
Aus solchen Zellen, in denen eine erfolgreiche homologe Rekombination stattgefunden hat, können transgene Tiere erhalten werden. Wenn Mäuse mit dem Cre- Rekombinase- Gen mit einer Linie gekreuzt wurden, wurden die Nachkommen erhalten, die sowohl das Cre- Rekombinase- Gen als auch die "Mehrfarben" -Kassette trugen. Bei solchen Mäusen tritt eine Rekombination auf und die Neuronen werden gefärbt - es wird für Wissenschaftler leicht zu verfolgen sein, wo die Prozesse der Nervenzellen beginnen und enden, und daher ist es möglich, die Verbindungen der Neuronen im Gehirn zu verfolgen.
Der Brainbow ist wirklich ein Maßstab. Sie ist sehr elegant. Übrigens habe ich diese Woche die Nachrichten des Bogomolets Institute durchgesehen und das Video von Medexpertiza - Channel 5 gesehen. Das Video widmet sich der Untersuchung von Schmerzprozessen, Empfindungen ihrer Intensität und Überwindung ohne Analgetika. Yaroslav Andrianov, ein Doktorand am Institut für Physiologie der Nationalen Akademie der Wissenschaften der Ukraine, spricht über seine Forschung, und einer seiner Computerbildschirme zeigt den gezackten Gyrus im Hippocampus der Maus, der mit der Brainbow-Methode gefärbt wurde. Abbildung von TA Weissman et al. Mehrfarbige Braibow-Mäuse erzeugen und abbilden . Sehr interessantes und informatives Video. Wahrscheinlich hat mich dieses Video dazu gebracht, diese Notiz zu schreiben.
PS guter Link zur Cre-LoxP- Rekombination im Internet