Setahun yang lalu, saya mengikuti kursus “Genetika tikus; model untuk penyakit manusia ”oleh Pusat Internasional untuk Rekayasa Genetika dan Bioteknologi (ICGEB). Saya telah menonton organisasi ini sejak lama (sejak 2014) dan, ketika ada kesempatan, saya mendatangi mereka di konferensi dan lokakarya. ICGEB saat ini mencakup 98 negara, di mana 65 di antaranya adalah anggota organisasi. Ukraina, sayangnya, belum menjadi negara anggota, tetapi sekitar 2 tahun yang lalu perjanjian kerja sama ditandatangani dengan ICGEB. Kerjasama negara-negara dengan ICGEB menjanjikan prospek besar bagi para peneliti, misalnya, kesempatan untuk melakukan karya ilmiah di jantung kota Trieste (Italia) atau untuk mengambil bagian dalam hibah dalam kursus dan konferensi. Mahasiswa Master dan PhD dari negara-negara yang berpartisipasi diberikan kesempatan untuk melakukan penelitian tentang peralatan terbaru.Untuk Ukraina, ini adalah faktor penting, jadi saya menantikan penandatanganan perjanjian antara Duta Besar Ukraina untuk Italia Yevgeny Perelygin dan ICGEB. Saya perhatikan bahwa pintu-pintunya juga terbuka untuk para ilmuwan dari negara-negara yang bukan kolaborator organisasi. Tetapi dalam hal ini, Anda harus membayar sendiri biaya pendaftaran.
Saya akan kembali ke cerita saya tentang kursus tahun lalu. Saya sangat senang bisa berpartisipasi dalam ceramah “Model tikus tikus (root vole, Microtus oeconomus Pall.) Dalam bioindikasi ekotoksitas” . Tentu saja, topik saya tidak dapat bersaing dalam semua aspek dengan perkembangan inovatif yang dibawa oleh peserta lain dalam kursus. Dan laporan karyawan laboratorium ICGEB pada umumnya tak dapat dipuji! Namun, hewan model masih menjadi topik saya: setelah semua, saya bekerja selama 4 tahun di Institute of Molecular Biology and Genetics, memodelkan semua jenis penyakit pada tikus kecil. Dan kami juga memiliki mouse GFP , yang juga digunakan sebagai hewan model. Karena itu, saya, mabuk karena kegirangan, duduk dan mendengarkan terpesona oleh para pembicara.
Saya harus mengakui bahwa sebelumnya saya bahkan tidak tahu tentang keberadaan Klinik Tikus Jerman di Jerman . Dr. Wolfgang Wurst dalam bentuk yang sederhana dan mudah diakses menceritakan tentang rahasia menciptakan garis-garis model hewan transgenik dengan gen manusia yang berbeda (tergantung pada keinginan peneliti). Ilmuwan menjelaskan betapa pentingnya setelah menerima generasi pertama dari hewan transgenik untuk secara bertanggung jawab membiakkan hewan yang diperoleh sesuai dengan prinsip zootechnical yang relevan, meningkatkan jumlah ternak dengan pemantauan terus-menerus dari keberadaan gen manusia dalam keturunan yang dihasilkan. Contoh kontrol termasuk, antara lain, karakteristik visual umum, misalnya, perubahan bulu hewan, ukuran ekor, ukuran rata-rata, dll. Misalnya, jika kita memodelkan individu homozigot untuk gen MSTN, maka mouse akan secara signifikan lebih besar dari tipe liar). Juga di kliniknya untuk tikus, mesin ultrasound dan X-ray digunakan. Misalnya, penyakit Paget ditandai oleh pelanggaran remodeling tulang, yang mengarah pada peningkatan dan deformasi tulang. X-ray akan menunjukkan perubahan karakteristik. Penyakit ini disebabkan oleh mutasi pada gen SQSTM1 dan RANK . Wolfgant Wurst juga menyebutkan, sebagai referensi, model Brainbow .
Model Brainbow bertujuan untuk memetakan hubungan neuron otak. Untuk membuat model seperti itu, perlu untuk menghilangkan gen-gen yang menarik bagi ahli bioteknologi menggunakan apa yang disebut alat sistem Cre-LoxP . Sistem ini terdiri dari Cre-recombinase dan LoxP- sites (urutan DNA, terdiri dari 34 pasangan basa). Sistem ini memata-matai dan meminjam dari alam, yaitu fag P1. Dalam fag P1, sistem ini memungkinkan siklus hidup normal virus ini dengan memasukkan fag ke dalam genom bakteri. Dalam percobaan, para ilmuwan memasukkan kaset dengan gen untuk 4 protein fluoresen dan antara gen enam situs LoxP ( 3 pasang : 1, 2 dan 3) sehingga pasangan diarahkan pada arah yang sama. Cara memperkenalkan situs LoxP ini memberikan potongan area antara situs LoxP yang identik . Menyediakan enzim Cre Recombinase ini . Jadi enzim Cre-recombinase melipat molekul DNA sedemikian rupa untuk berbaris situs LoxP identik satu sama lain, dan menghasilkan persilangan antara daerah-daerah ini dari molekul DNA. Ini mengarah pada fakta bahwa area yang berada di antara dua situs LoxP tertutup dalam satu lingkaran dan kemudian dipotong dari molekul. Situs-situs yang berada di kanan dan kiri situs LoxP terhubung bersama. Oleh karena itu, sistem seperti ini disebut sistem gugur - karena mematikan gen tertentu. Tetapi model Brainbow bukan hanya KO , tetapi Knockou Bersyarat , yaitu, KO dalam kondisi tertentu. Untuk ini, Cre- recombinase hanya diaktifkan dalam sel hippocampal. Agar Creecombinase hanya dapat dipicu dalam sel-sel tertentu, promotor khusus dipilih, dalam hal ini promotor gen THY1 . Dalam desain ini, ada empat bagian sekaligus yang mengkode protein fluoresen: oranye, merah, kuning, dan biru. Jika rekombinasi melewati situs pasangan pertama, maka protein fluoresen oranye akan dikeluarkan dari konstruksi, dan protein fluoresen merah akan bergabung dengan promotor. Jika rekombinasi terjadi di lokasi pasangan kedua, protein fluorescent oranye dan merah akan dihilangkan, dan promotor akan bergabung dengan kuning. Nah, opsi ketiga adalah menghapus oranye, merah dan kuning, dan hanya biru yang akan tersisa. Ini mengarah pada fakta bahwa setiap sel dicat dengan warnanya sendiri. Karena kombinasi berbagai fluorochromes dan warna, sekitar 70kombinasi warna individual yang dapat dibedakan oleh komputer.
Dari sel-sel tersebut, di mana rekombinasi homolog yang berhasil telah terjadi, hewan transgenik dapat diperoleh. Ketika disilangkan dengan strain tikus dengan gen Cre-recombinase , keturunannya diperoleh dengan membawa gen Creecombinombinase dan kaset "multicolor". Pada tikus seperti itu, rekombinasi akan terjadi dan neuron akan ternoda - akan mudah bagi para ilmuwan untuk melacak di mana proses sel saraf dimulai dan berakhir, dan, oleh karena itu, dimungkinkan untuk melacak interkoneksi neuron di otak.
Brainbow benar-benar tolok ukur. Dia sangat anggun. Ngomong-ngomong, minggu ini saya membalik-balik berita dari Bogomolets Institute dan melihat video Medexpertiza - Channel 5. Video ini dikhususkan untuk mempelajari proses nyeri, sensasi intensitasnya dan mengatasi tanpa analgesik. Yaroslav Andrianov, seorang mahasiswa pascasarjana di Institut Fisiologi Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional Ukraina, berbicara tentang penelitiannya, dan salah satu layar komputernya menggambarkan gyrus bergerigi di hippocampus tikus yang diwarnai dengan metode Brainbow. Gambar dari TA Weissman et al. Menghasilkan dan mencitrakan beberapa warna Braibow tikus . Video yang sangat menarik dan informatif. Mungkin, plot video ini mendorong saya untuk menulis catatan ini. Tautan
PS yang bagus untuk rekombinasi Cre-LoxP di internet