В течение двух десятилетий лабораторная мышь была рабочей лошадью биомедицинских исследований и единственным млекопитающим, генные ученые которого могли эффективно и надежно управлять, чтобы изучить человеческие болезни и условия.Теперь исследователи в UT Юго-западный Медицинский центр добавили другое экспериментальное животное исследования к научной конюшне: крыса.В новом исследовании, появляющемся в июньской проблеме Методов Природы, UT, Юго-западные исследователи детализируют, как они создали 35 новых крыс «линии» с каждым типом животного, питающего мутации в определенных генах.
Больше чем половина этих видоизмененных генов связана с биологическими процессами, связанными с человеческими болезнями, включая рак, диабет, болезнь Альцгеймера, аберрантные циркадные ритмы и психическое заболевание.Доктор Кент Хэмра, доцент фармакологии и ведущий автор исследования, сказал способность к легко, надежно и недорого произведите огромный потенциал предложений генетически модифицированных крыс для биомедицинского исследования для даже небольших лабораторий с ограниченными ресурсами. Например, по сравнению с мышью, крыса является более крупным, более умным животным; это часто лучше для биохимии, фармакологии и исследований физиологии; и его поведение часто больше соответствует тому из людей.
«Наши исследования сосредоточены на биологии сперматозоида и генах плодовитости, но в конечном счете, мы думаем, что другие ученые используют эти относительно простые, экономически эффективные методы, чтобы генерировать генетически измененных крыс для использования в экспериментах, связанных с человеческой болезнью», сказал доктор Хэмра.Один из ключей к производству видоизмененных крыс был новым методом доктор Хэмра и его коллеги в Центре Сесила Х. и Иды Грин Репродуктивных Наук Биологии в UT несколько Юго-западных развитые пять лет назад, чтобы предотвратить крысиные стволовые клетки спермы – клетки предшественника спермы – от дифференциации или изменения, постоянно в сперму.
«Получение стволовых клеток спермы вырасти в культуре было огромным шагом», сказал доктор Хэмра. «В этих новых экспериментах мы сделали следующий шаг и генетически модифицированный эти клетки предшественника в культуре, выбрали их для мутаций и ввели клетки в яички бесплодного самца крысы».Животное производит генетически измененную сперму, приводящую к потомкам мутанта, которые могут использоваться для биомедицинского исследования.Другие методы использовались ограниченными способами произвести измененных крыс, но те методы не вовлекают стволовые клетки управления в культуру.
Кроме того, генетические методы, как правило, раньше изменяли мышей, используют использование эмбриональных стволовых клеток грызунов, и эти методы не работали хорошо у других млекопитающих, включая крысу, сказал доктор Хэмра.Последняя работа, он сказал, является доказательством принципа, что генетические мутации, введенные в млекопитающие стволовые клетки от разновидностей кроме мышей, могут действительно быть предварительно отобраны для в культуре и переданы потомкам.Другой ключ к успеху доктора Хэмры в производстве генетически измененных крыс прибыл от двух соавторов в исследование, доктора Цсазсэнны Изсвэка и доктора Золтана Ивикса из Центра Макса-Дельбрюка Молекулярной Медицины в Берлине.
Они развили метод, чтобы вызвать мутации в определенных областях млекопитающей ДНК. Метод полагается на развертывание сегмента ДНК, названной транспозоном, когда введено в ДНК организма, «подскакивающим» рандомизированно вокруг генома, создавая мутации по пути.«Транспозон является упрощенным способом природы вырезать и вставить ДНК в и из генома», сказал доктор Хэмра.
Исследователи в Германии развили способы использовать власть транспозонов для млекопитающих разновидностей и управлять точно, где и как в данном геноме они делают свое мутагенное «прыгание». Например, транспозон может быть ограничен производством мутаций только в области генома, где ученые думают, что связанный с болезнью ген проживает.В дополнение к производству фактических животных доктор Хэмра и его коллеги также теперь используют метод транспозона, чтобы генерировать сложные библиотеки стволовых клеток спермы, питающих различные генетические мутации.
До настоящего времени у них есть приблизительно 100 клеточных линий с различными мутациями, сохраненными замороженный в их лабораториях.«Поскольку яички единственной крысы могут поддержать производство спермы от тысяч отдельных стволовых клеток и потому что крысы являются настолько продуктивными, эти библиотеки открывают дверь в экономическую стратегию экранов мутагенеза высокой пропускной способности у крысы», сказал доктор Хэмра.
Другое UT Юго-западные исследователи фармакологии, вовлеченные в работу, является молодым специалистом исследования Джеймсом Ширли, научным сотрудником Хизер Пауэлл и исследователем Карен Чепмен.Национальные Институты Здоровья, Bundesministerium для Bildung und Forschung и Зутвестерн UT Сесил Х. и Центр Иды Грин Репродуктивных Наук Биологии финансировали исследование.Источник: UT юго-западный медицинский центр