Leuchtender Zebrafisch • Gregory Molev • Wissenschaftliches Bild des Tages über "Elemente" • Genetik, Methodologie der Wissenschaft

Leuchtender Zebrafisch

Das Foto zeigt gentechnisch veränderte Zebrafische, die aufgrund des exprimierten Proteins GFP (grün fluoreszierendes Protein, grün fluoreszierendes Protein) grün leuchten. Foto mit einem konfokalen Mikroskop aufgenommen.

Zebrafische (auf Englisch "Zebrafisch" – wegen der charakteristischen Streifen) sind seit langem ein beliebtes Ziel für Forscher, die an genetischen Modifikationen für verschiedene Zwecke beteiligt sind. Die Beliebtheit von Fischen beruht auf der Tatsache, dass sie sich vermehren und relativ schnell wachsen, unprätentiös sind, in den ersten Lebensphasen transparent sind, so dass man ihre Organe ohne Vorbereitung unter einem Mikroskop untersuchen kann und die Kontrolle der Tierschützer (noch) nicht deckt.

Der Lebenszyklus eines Zebrafisches vom Ei bis zum Erwachsenen. Fotos von en.wikipedia.org

Der leuchtende Zebrafisch ist nicht neu. Interessierte können sich in ihrem Aquarium und sogar bunten Fischen niederlassen. Aber genetisch veränderte leuchtende Fische werden nicht nur zum Spaß der Aquariumbesitzer und nicht nur für mehr oder weniger Grundlagenforschung benötigt. In den letzten Jahren sind Unternehmen auf den Markt gekommen (zum Beispiel InDanio Bioscience), die die Technologie der genetischen Veränderung von Fisch auf den Markt gebracht haben, um nach neuen Produkten zu suchenDrogen.

Sie können jetzt solche niedlichen Zebrafische fluoreszierende in verschiedenen Farben für Ihr Aquarium kaufen. Bild von thetpetplace.com

Hier ist eine kurze Beschreibung der Technologie. Die Linien des transgenen Zebrafisches sind abgeleitet, in die jeweils Gene verschiedener menschlicher Proteine ​​eingeführt werden, deren Zusammenbrüche Krankheiten verursachen. In der Regel sind dies nukleare Rezeptorgene (siehe Kernrezeptor), möglicherweise aber fast alle. Um diese Krankheiten zu heilen, ist es notwendig, die Arbeit der Rezeptoren zu verstärken (siehe Enhancer) oder zu hemmen (siehe Inhibitor), abhängig vom Abbau. Die Eier dieser Fische werden mit verschiedenen Molekülen – potentiellen Medikamenten – inkubiert und wenn das Molekül mit dem exprimierten Rezeptor interagiert, ändert sich das Protein in der Konformation, wodurch nach dem Transfer bestimmter molekularer Signale das fluoreszierende Protein produziert wird und der Fischembryo zu glühen beginnt. Natürlich werden Eier nicht mit irgendwelchen Molekülen inkubiert, sondern mit denen, die die vorläufigen, meist virtuellen (in silico), auf das Potenzial der chemischen Interaktion mit dem Rezeptor an der richtigen Stelle zu testen.

Röntgenkristallographische Struktur des nukleären PPAR-γ-Rezeptors (grün) verbunden mit einem anderen Rezeptor – RXR-α (blau), ein DNA-Fragment (lila) und zwei Fragmente des Coaktivators NCOA2 (das Rot). In der Struktur sind auch die sichtbaren Moleküle GW9662 (PPAR-γ-Antagonist) und Retinsäure (RXR-α-Agonist); Atome werden durch Kugeln dargestellt: Kohlenstoff – ein Weiß, Sauerstoff – das Rot, Stickstoff – blauChlor grün). Bild von en.wikipedia.org

Um sicherzustellen, dass es das inkubierte Molekül ist, das mit dem Protein interagiert, werden die Proteine ​​isoliert und eine Massenspektralanalyse durchgeführt, und, wenn man Glück hat, die röntgenstrukturelle. Ein solches System zur Überprüfung von Molekülen an einem lebenden Objekt (in vivo) es stellt sich nicht mehr als Tests in einer Flasche (in vitro) Zusätzlich wird sofort ein Toxizitätstest durchgeführt, das Verhalten wird in einer physiologischen Umgebung untersucht und es wird genau gesehen, wo (in welchen Organen) die maximale Wechselwirkung des Moleküls mit dem Rezeptor auftritt.

Siehe auch die Verwendung von leuchtenden Zebrafischen in der Krebsforschung:
Der Ursprung und die Entwicklung von Melanomen konnten aus der ersten Krebszelle, "Elements", 13.05.2016, verfolgt werden.

Foto von news.nationalgeographic.com.

Gregor Molev


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