Há um ano, participei do curso Genética de ratos; modelos para doenças humanas ”, realizado pelo Centro Internacional de Engenharia Genética e Biotecnologia (ICGEB). Venho observando essa organização há muito tempo (desde 2014) e, quando surge a oportunidade, encontro-os em conferências e workshops. No momento, o ICGEB cobre 98 países, dos quais 65 são membros da organização. Infelizmente, a Ucrânia ainda não é um país participante, mas há cerca de dois anos um contrato de colaboração foi assinado com o ICGEB. A cooperação dos estados com o ICGEB promete aos pesquisadores grandes perspectivas, por exemplo, a oportunidade de realizar trabalhos científicos no coração da organização de Trieste (Itália) ou de participar de cursos e conferências. Estudantes de mestrado e doutorado dos Estados participantes têm a oportunidade de realizar pesquisas sobre os equipamentos mais recentes.Para a Ucrânia, esse é um fator vital, por isso aguardo com expectativa quando o acordo assinado entre o Embaixador da Ucrânia na Itália, Yevhen Perelygin e ICGEB, entrará em vigor. Observo que as portas também estão abertas para cientistas de países que não são colaboradores da organização. Mas, neste caso, você terá que pagar a taxa de inscrição.
Voltarei à história do curso do ano passado. Fiquei muito feliz com a oportunidade de participar da palestra "O modelo de roedor de camundongo (ratazana, Microtus oeconomus Pall.) Na bioindicação de ecotoxicidade" . Obviamente, meu tópico não poderia competir em todos os aspectos com desenvolvimentos inovadores trazidos por outros participantes do curso. E os relatórios dos funcionários dos laboratórios da ICGEB geralmente eram além de elogios! No entanto, os animais modelo ainda são o meu tópico: afinal, trabalhei por 4 anos no Instituto de Biologia Molecular e Genética, modelando todos os tipos de doenças em pequenos roedores. E também tínhamos um mouse GFP , que também é usado como animal modelo. Portanto, bêbado de prazer, sentei-me e ouvi os oradores encantados.
Devo dizer que antes nem suspeitava que a "Clínica Alemã do Mouse" existisse na Alemanha . Dr. Wolfgang Wurst, de uma forma simples e acessível, contou os segredos da criação de linhas de modelos animais transgênicos com genes humanos diferentes (dependendo da vontade do pesquisador). O cientista explicou como é importante, após a obtenção da primeira geração de animais transgênicos, assumir a responsabilidade de criar os indivíduos obtidos de acordo com os princípios zootécnicos apropriados, aumentando o gado com o monitoramento constante da presença de genes humanos na prole resultante. Exemplos de controle incluem, entre outras , as características visuais usuais, por exemplo, alterações no pêlo de animal, tamanho da cauda, tamanho médio etc. Por exemplo, se modelarmos um indivíduo homozigoto usando o gene MSTN, o mouse será significativamente maior que o tipo selvagem). Sua clínica também usa aparelhos de ultra-som e raios-X para ratos. Por exemplo, a doença de Paget é caracterizada por uma violação da remodelação óssea, o que leva a um aumento e deformação dos ossos. O raio X mostra mudanças características. Esta doença é causada por uma mutação nos genes SQSTM1 e RANK . O Dr. Wolfgang Wurst também se referiu ao Brainbow como referência .
O modelo Brainbow visa mapear as interconexões de neurônios no cérebro. Para criar esse modelo, é necessário eliminar os genes que são de interesse do biotecnologista usando a ferramenta de sistema chamada Cre-LoxP . Este sistema consiste em Cre-recombinase e LoxP (sequência de DNA, consistindo em 34 pares de bases). Este sistema foi espionado e emprestado da natureza, ou seja, o fago P1. No fago P1, esse sistema permite o ciclo de vida normal desse vírus com a inserção do fago no genoma bacteriano. No experimento, os cientistas inserem uma fita com genes para 4 proteínas fluorescentes e entre os genes seis locais LoxP ( 3 pares : 1, 2 e 3) para que os pares sejam direcionados na mesma direção. Este método de introdução de sites LoxP permite cortar uma parte entre sites LoxP idênticos . Fornece esta enzima Cre- recombinase. Então a enzima Cre-recombinase dobra a molécula de DNA de forma a alinhar locais LoxP idênticos um em frente ao outro e produz um cruzamento entre essas regiões da molécula de DNA. Isso leva ao fato de que a área que estava entre os dois locais LoxP é encerrada em um loop e subsequentemente cortada da molécula. Os sites que estavam à direita e à esquerda dos sites LoxP estão conectados juntos. Portanto, esse sistema é chamado de nocaute - pois desativa certos genes. Mas o modelo Brainbow não é apenas um nocaute , mas um Nocaute Condicional , ou seja, um nocaute sob certas condições. Para isso, a Cre- recombinase é ativada apenas nas células do hipocampo. Para que a Cre- recombinase inicie apenas em células específicas, é escolhido um promotor especial, neste caso o promotor do gene THY1 . Neste projeto, existem quatro partes de uma só vez que codificam proteínas fluorescentes: laranja, vermelho, amarelo e azul. Se a recombinação ocorrer nos locais do primeiro par, a proteína fluorescente laranja é removida da construção e a proteína fluorescente vermelha é conectada ao promotor. Se ocorrer recombinação nos locais do segundo par, as proteínas fluorescentes laranja e vermelha serão removidas e o promotor será combinado com o amarelo. Bem, a terceira opção - laranja, vermelho e amarelo será removida e apenas o azul permanecerá. Isso leva ao fato de que cada célula é pintada em sua própria cor. Devido às combinações de diferentes fluorocromos e cores, cerca de 70combinações de cores individuais que são distinguíveis pelo computador.
A partir dessas células em que ocorreu recombinação homóloga bem sucedida, podem ser obtidos animais transgênicos. Quando cruzada com uma estirpe de ratinhos com a Cre-recombinase do gene, a descendência foram obtidos levando ambas a Cre- recombinase do gene e a cassete "multicolor". Nesses camundongos, a recombinação ocorrerá e os neurônios serão manchados - será fácil para os cientistas rastrearem onde os processos das células nervosas começam e terminam e, portanto, é possível rastrear as interconexões dos neurônios no cérebro.
O Brainbow é realmente uma referência. Ela é muito graciosa. A propósito, nesta semana, eu folheei as notícias do Instituto Bogomolets e vi um vídeo do Medexpertiza - Canal 5. O vídeo é dedicado ao estudo dos processos de dor, sensações de intensidade e superação sem analgésicos. Yaroslav Andrianov, um estudante de pós-graduação do Instituto de Fisiologia da Academia Nacional de Ciências da Ucrânia, fala sobre sua pesquisa e uma de suas telas de computador ilustra o giro irregular no hipocampo de ratos manchado com o método Brainbow. Desenho de TA Weissman et al. Geração e geração de imagens de ratos Braibow multicoloridos . Vídeo muito interessante e informativo. Provavelmente, este vídeo me levou a escrever esta nota.
PS bom link para recombinação Cre-LoxP na internet