제브라피쉬 소개: Danio rerio

다리오 레리오( Danio rerio)또는 제브라피쉬는 생물 의학 연구에서 큰 반향을 일으키고 있는 작은 물고기입니다. Zebrafish는 외부적으로 발전하는 수백 개의 알을 낳아 과학자들이 유전 적 조작을 수행하고 복잡한 유기체에서 초기 표현형을 모니터링 할 수 있게합니다. 그들은 인간과 그들의 게놈의 대부분을 공유 하기 때문에, 제브라피시 연구는 이해 하 고 인간 질병을 치료에 우리의 방법에 우리를 돕고 있다. 이 비디오는 제브라피시의 개요, 훌륭한 모델을 만드는 기능 및 오늘날 실험실에서 사용되는 몇 가지 방법을 제공합니다.

우리가 모든 비린내 과학에 대해 이야기하기 전에, 제브라피시를 알게합시다. 쥐와 인간처럼, 얼룩말물고기는 척추동물이며, 이는 백본을 가지고 있다는 것을 의미합니다.

특히, 얼룩말물고기는 고지느미에 뼈선이 있는 것을 특징으로 하는 클래스 Actinopterygii에서 뼈물고기입니다. 더 정확하게, 제브라피쉬는 가장 큰 척추동물 가문인 사이프리니다(Cyprinidae)에 속하며, 이 종은 사랑스러운 금붕어를 포함하여 2,400종 이상 함유되어 있습니다.

Danio rerio는 이 가족의 가장 작은 구성원 중 하나이며 성인은 30 - 40 밀리미터 또는 약 1.5 인치 길이입니다. 얼룩말물고기는 얼룩말과 유사하기 때문에 이름을 얻습니다. 아니, 아주 그런. 이름은 어뢰 모양의 바디의 길이를 실행하는 줄무늬에서 파생됩니다.

얼룩말피쉬는 히말라야 지역에서 유래하여 느리게 움직이는 담수에서 발견됩니다. 그러나 다이노스는 홈 아쿠아리움의 주요 생선이기 때문에 찾기 위해 멀리 여행할 필요가 없습니다.

제브라피시 수명 주기는 배아, 애벌레, 청소년 및 성인의 4가지 주요 발달 단계를 통해 진행됩니다. 주기는 계란과 정액이 짝짓기 쌍에 의해 풀어 놓일 때 시작됩니다. 수정 후, 개발의 초기 단계는 빠르게 진행, 배아가 유충으로 부화와 함께 3 일 후 수정, 또는 dpf. 이 시점에서, 성적으로 성숙한 성인으로 진행 하려면 추가 2 ~ 3 개월 필요.

야생에서 제브라피시에 대해 조금 알고 있기 때문에 실험실에서 왜 그렇게 가치가 있는지 살펴보겠습니다. 첫째, 제브라피쉬는 고밀도로 보관할 수 있으며 관리가 간단하므로 다른 척추 동물 모델보다 유지 관리가 저렴합니다.

다음으로, 제브라피쉬는 매우 비옥합니다. 성숙한 암컷은 매주 수백 개의 알을 낳을 수 있습니다.

제브라피시 배아의 외부 발달은 미세 주입 기술에 의해 유전자 발현이 조작될 수 있는 용이성 때문에 매우 편리합니다. 추가적으로, 태아는 투명하기 때문에, 초기 발달 과정은 살아있는 유기체 내에서 관찰될 수 있습니다.

중요한 것은, 제브라피쉬는 인간을 포함하여 더 높은 척추동물을 가진 유전 보존의 높은 수준을 가지고 있습니다. 제브라피시 게놈에는 25개의 염색체와 15억 개의 염기 쌍을 포함하며, 이는 인간 게놈의 약 절반 크기입니다. 그럼에도 불구 하 고, 모든 인간의 유전자의 약 70%, 그리고 80% 모든 알려진 된 인간 질환 관련 유전자의 적어도 하나의 제브라피시 대응.

이제 제브라피쉬가 훌륭한 모델 유기체를 만드는 이유를 알게 되었으므로 실험실에서 줄무늬를 어떻게 얻었는지 살펴보겠습니다. 1970년대에 조지 스트라이싱거는 제브라피쉬 모델의 설립을 개척했습니다. 당시, 몇몇 단은 파리와 벌레에 있는 발달의 유전 기초를 조사하고 있었습니다. 생선 취미로, Streisinger는 개발의 척추 동물 모델로 제브라피시의 잠재력을 인식. Streisinger는 유전 물질이 어머니에게서 전적으로 파생되는 "gynogenetic" 배아를 만들기 위한 기술을 개발하여 동종가성 돌연변이를 얻는 데 필요한 생성 시간을 줄였습니다.

찰스 킴멜과 동료들이 이 분야에 정상적인 제브라피시 개발의 철저한 특성을 기여한 것은 1995년까지의 시간이었습니다.

1 년 후, 크리스티안 누슬린 볼하르트, 마크 피쉬맨과 볼프강 드리에버보스턴, 매사추세츠, 튜빙겐, 독일에서 실시 된 최초의 대규모 척추 동물 유전 화면의 결과를 발표했다. 드로소필라에서 Nusslein-Volhard의 작업을 모델로 한 이 얼룩말 물고기 스크린은 배아 발달에 필요한 유전자를 식별하도록 설계되었습니다. 그 결과 2,000개 이상의 돌연변이 제브라피시 카탈로그가 포함되었습니다. 이 돌연변이의 분석은 그 이후로 우리 자신의 생물학에 관하여 저희에게 큰 거래를 가르쳐 주었습니다.

2005년, Keith Cheng과 동료들은 slc24a5: 황금 제브라피시 돌연변이의 비정상적인 색소 침착을 담당하는 유전자를 복제했습니다. 황금 표현형은 이 특정 유전자가 안료 멜라닌의 합성을 위해 물고기와 인간 피부 세포에서 요구되고, 단백질의 변형이 인간의 피부 색의 자연적인 변이와 밀접하게 연관된다는 Cheng의 발견에 영감을 주었습니다.

2011년, 레너드 존의 실험실에 있는 연구원은 흑색종에 대한 새로운 치료를 확인하기 위하여 제브라피시 배아를 이용했습니다. 화학 화면에서, 그들은 흑색종에 기여하는 세포의 성장을 둔화 Leflunomide를 포함하여 약물의 클래스를 발견했다. 지금 임상 시험에서, Leflunomide는 고처리량 제브라피시 스크린에서 발견될 가능성이 있는 새로운 치료의 한 보기에 불과하다.

이제 제브라피쉬 모델의 가치에 대한 느낌을 갖게 되었으므로 오늘날 실험실에서 물고기가 사용되는 몇 가지 방법을 살펴보겠습니다.

우선, 제브라피쉬는 헤아링 가능한 인간 질병을 모델링하는 데 매우 유용합니다. 질병 상태는 단백질 발현을 바꾸기 위하여 초기 태아의 미세 주입에 의해 쉽게 재현될 수 있습니다. 이것은 또한 접촉에 이상한 반응을 전시하는 Duchenne 근 이영양증의 이 모형과 같은 유전 돌연변이에 의해 달성될 수 있습니다.

그들의 타고난 면역 계통이 풍부하게 함 후에 처음 며칠 도중 발전하기 때문에, 제브라피시 태아는 또한 전염병 연구에 유용합니다. 이 연구에서는 박테리아가 혈류로 주입되었고, 숙주 반응은 형광 대식세포가 있는 형질대사를 사용하여 실시간으로 시각화되었다.

그들의 투명성 덕분에, 제브라피시 배아는 또한 광유전학에게 불린 최첨단 신경 과학 기술에 순종합니다. 이 연구원은 고립된 뉴런에 있는 단백질을 표현하는 태아를 설계했습니다, 그(것)들이 세포를 광학적으로 활성화하고 신경 회로에 있는 그것의 특정 기능을 결정하는 것을 허용합니다.

당신은 제브라피시, 다리오 레리오에조브의 소개를 보았다. 이 비디오에서, 우리는 제브라피쉬가 무척추 동물 시스템의 많은 장점을 가진 독특한 척추 동물 모형 유기체이다는 것을 보여주었습니다. 미래에, 제브라피쉬는 인간 질병에 대한 우리의 이해와 임상적으로 유용한 치료법의 발견을 개선하는 데 중요한 역할을 할 것입니다. 시청해 주셔서 감사합니다!