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斑馬魚crispr-cas9基因敲入中心

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2024-12-11

看似專注于軀體架構(gòu)規(guī)劃的斑馬魚cdx基因,實(shí)則與神經(jīng)發(fā)育也有著千絲萬(wàn)縷聯(lián)系。在胚胎腦部及脊髓雛形初現(xiàn)階段,cdx基因悄然施展影響力。它間接調(diào)控神經(jīng)干細(xì)胞的增殖與分化節(jié)拍,確保生成足量神經(jīng)元,滿足斑馬魚早期感知外界、驅(qū)動(dòng)身體所需。舉例而言,科研人員利用基因編輯技術(shù)適度降低cdx表達(dá)量后,斑馬魚幼魚出現(xiàn)游泳姿態(tài)異常,頻繁打轉(zhuǎn)、失衡側(cè)翻。深入探究得知,脊髓中運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元發(fā)育受損,軸突延伸受阻,無(wú)法精細(xì)連接肌肉纖維,致使肌肉接收指令紊亂。cdx基因還參與構(gòu)建神經(jīng)回路,協(xié)同其他神經(jīng)發(fā)育關(guān)鍵基因,塑造從感覺(jué)輸入到運(yùn)動(dòng)輸出的信息傳遞路徑,助力斑馬魚神經(jīng)系統(tǒng)精細(xì)“布線”,在水中靈動(dòng)游弋、機(jī)敏避險(xiǎn)。它在水中的呼吸依靠鰓部,水流經(jīng)鰓時(shí)完成氣體交換。斑馬魚crispr-cas9基因敲入中心

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初期,Cdx 基因像是精細(xì)的 “導(dǎo)航儀”,帶動(dòng)細(xì)胞沿著特定分化路徑前行。它深度參與中胚層與內(nèi)胚層的早期分化抉擇,決定哪些細(xì)胞會(huì)投身于肌肉組織的鍛造,賦予斑馬魚幼魚靈動(dòng)游弋的力量;哪些又將致力于腸道系統(tǒng)的搭建,保障營(yíng)養(yǎng)的攝取與消化。當(dāng)科研人員巧妙運(yùn)用基因編輯技術(shù),特異性敲低斑馬魚的 Cdx 基因表達(dá)后,胚胎發(fā)育隨即陷入混亂:原本筆直修長(zhǎng)的脊柱出現(xiàn)嚴(yán)重彎曲,好似坍塌的橋梁;尾部發(fā)育不全甚至近乎缺失,令幼魚喪失了在水中靈活轉(zhuǎn)向、快速推進(jìn)的能力;腸道更是 “潰不成軍”,絨毛結(jié)構(gòu)雜亂無(wú)章,蠕動(dòng)功能癱瘓,營(yíng)養(yǎng)吸收受阻。斑馬魚crispr-cas9基因敲入中心斑馬魚視覺(jué)系統(tǒng)發(fā)達(dá),能敏銳感知光線變化與周圍物體移動(dòng)。

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斑馬魚實(shí)驗(yàn)在生命科學(xué)研究領(lǐng)域具有不可替代的重要地位。其獨(dú)特的生物學(xué)特性,如繁殖力強(qiáng)、胚胎透明、基因與人類相似等,使其在胚胎發(fā)育研究、疾病研究和藥物篩選等方面都發(fā)揮著重要的作用。雖然存在一定的局限性和挑戰(zhàn),但隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和研究的深入,斑馬魚實(shí)驗(yàn)有望在未來(lái)為生命科學(xué)的發(fā)展帶來(lái)更多的突破和創(chuàng)新,為人類健康事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。通過(guò)不斷優(yōu)化實(shí)驗(yàn)技術(shù)、加強(qiáng)多學(xué)科交叉研究以及建立更完善的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)評(píng)估體系,斑馬魚實(shí)驗(yàn)將在探索生命奧秘的道路上繼續(xù)發(fā)揮其得力助手的作用,推動(dòng)生物醫(yī)學(xué)研究向更高的水平邁進(jìn)。

利用反義maka啉環(huán)寡核苷酸(Morpholino)特異性阻斷mRNA的翻譯或正確剪切,從而降低基因的表達(dá)水平,用于胚胎早期發(fā)育中基因功能研究;利用CRISPR/Cas9技術(shù)特異性地瞬時(shí)破壞基因的編碼序列,從而降低基因蛋白產(chǎn)物的表達(dá)水平來(lái)研究基因的功能,用于各個(gè)階段的基因功能研究。破壞該基因正常表達(dá),主要用于在動(dòng)物模型中研究基因的功能等。定點(diǎn)插入外源核酸片段,用于標(biāo)記基因的精細(xì)表達(dá)模式、破壞該基因正常表達(dá)、構(gòu)建點(diǎn)突變、實(shí)現(xiàn)時(shí)間空間上控制基因表達(dá)等。斑馬魚對(duì)水質(zhì)要求不高,適應(yīng)力佳,能在多種淡水環(huán)境中生存。

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人類疾病紛繁復(fù)雜,先天性疾病、遺傳性疾病成因隱匿,攻克難度極大。斑馬魚Cdx模型宛如搭建的模擬戰(zhàn)場(chǎng),為探尋疾病真相、研發(fā)醫(yī)療策略開(kāi)辟捷徑。不少先天性脊柱畸形、腸道發(fā)育異常病癥,禍根在于胚胎發(fā)育關(guān)鍵基因失常,斑馬魚Cdx模型精細(xì)復(fù)現(xiàn)這些病癥特征。以先天性脊柱發(fā)育不全為例,患病嬰兒脊柱彎曲變形,生活飽受困擾。在斑馬魚Cdx模型中,當(dāng)Cdx基因發(fā)生突變,幼魚脊柱同樣出現(xiàn)怪異彎曲,解剖學(xué)與影像學(xué)觀察可精細(xì)捕捉病變細(xì)節(jié)??蒲腥藛T借此深入分子層面,挖掘致病基因上下游通路異常,鎖定潛在醫(yī)療靶點(diǎn),開(kāi)啟靶向藥物研發(fā)征程。斑馬魚的染色體數(shù)目固定,為其遺傳研究提供便利。斑馬魚轉(zhuǎn)基因科研實(shí)驗(yàn)外包

一些環(huán)境污染物會(huì)影響斑馬魚的生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖能力。斑馬魚crispr-cas9基因敲入中心

PDX(Patient-Derived Xenograft)斑馬魚模型是tumor研究領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破。它將患者來(lái)源的tumor組織移植到斑馬魚體內(nèi),為精細(xì)醫(yī)學(xué)研究開(kāi)辟了新途徑。斑馬魚具有獨(dú)特的生物學(xué)特性,其胚胎透明,便于在顯微鏡下直接觀察腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移過(guò)程。而且斑馬魚繁殖迅速、子代數(shù)量多,能在短時(shí)間內(nèi)提供大量實(shí)驗(yàn)樣本。在 PDX 斑馬魚模型中,tumor組織在斑馬魚體內(nèi)微環(huán)境的作用下不斷發(fā)展,研究人員可以借此深入探究tumor的生物學(xué)行為,例如腫瘤細(xì)胞與血管生成的關(guān)系。通過(guò)對(duì)不同患者來(lái)源tumor的移植研究,能夠篩選出更具針對(duì)性的醫(yī)療藥物和方案,提高ancer醫(yī)療的有效性,為攻克ancer難題帶來(lái)新的曙光。斑馬魚crispr-cas9基因敲入中心