快速和有效的方法到大脑的基因修改瀑样开发

灵长类动物中最聪明的动物,不同的认知能力。他们的大脑是相对较大的与身体形象和复杂的结构。然而,大脑如何发展在进化的过程中,哪些基因负责高认知能力在很大程度上仍然不清楚。更好的理解基因在大脑发育的作用,它将越有可能,我们将能够开发治疗严重的脑部疾病。的研究人员正在接近这些问题或激活个体基因,因此得出结论关于他们在大脑发育的作用。尽量避免动物实验、脑瀑样作为另一种选择。这些三维细胞结构,只有几毫米大小,反映了大脑发育的不同阶段,可以转基因。然而,这样的修改通常是非常复杂的,冗长的和昂贵的。德国灵长类动物研究中心的研究人员(披萨-莱布尼兹在哥廷根灵长类动物研究所已经成功的基因操纵大脑瀑样迅速和有效。程序只需要几天而不是几个月,可用于瀑样不同的灵长类动物。 The brain organoids thus enable comparative studies of the function of genes at early stages of brain development in primates and help to better understand neurological diseases (Jove Journal).

大脑瀑样生长在实验室从所谓的诱导多能干细胞。这些细胞通常来源于皮肤或血液细胞事先“重新编程”。也就是说,他们被修改以便回归干细胞可以分化成其他细胞类型,如神经元。

“我们特别感兴趣的潜在遗传因素在灵长类动物大脑发育,”解释了迈克尔•海德初级研究小组负责人在DPZ大脑发育和演化,这项研究的作者。“大脑瀑样让我们这些过程在培养皿中繁殖。要做到这一点,然而,我们需要基因修改它们。”

直到现在,这些程序有时劳动密集型行业,花了几个月。迈克尔·海德领导的研究小组已经开发出一种方法,允许转基因快速高效地大脑瀑样。

“我们使用显微镜下注射和电穿孔法,”海德解释道。”在这个过程中,遗传物质注入瀑样的很薄的套管和引入到细胞的帮助下一个小的电脉冲。它只需要几分钟,几天后可以分析大脑瀑样。”

质粒是用来插入基因材料。这些都是循环包含感兴趣的基因的DNA片段。在可行性研究中,研究人员使用绿色荧光蛋白(GFP)基因。成功修改大脑细胞瀑样因此在荧光灯下发绿光。

”的方法也同样适用于大脑瀑样从人类,黑猩猩,恒河猴和普通狨猴,”海德总结。“这使我们能够执行比较研究生理和灵长类动物进化的大脑发展,也是一个有效的工具来模拟基因引起的神经系统畸形,而无需在动物实验中使用猴子。”

参考:Tynianskaia L, Eşiyok N,海德m . Huttner世行,针对显微注射和电穿孔基因改良的灵长类动物大脑瀑样。j .粘度实验。2023,(193):e65176。doi:10.3791/65176

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