Zebrafischmutanten Oregan State University / Flickr
Eine Gruppe von Wissenschaftlern an der Ohio State University hat es geschafft zu beobachten, wie sich das Gehirn genetisch defekter Zebrafischembryonen im Detail entwickelt. Ihre Ergebnisse könnten dazu beitragen, bessere Behandlungen für Erkrankungen wie zu entwickeln. Autismus oder Schizophrenie beim Menschen.
Durch die Einführung eines defekten Gens in Zebrafischembryonen stellten sie ein deutlich unterschiedliches Muster des Gehirnwachstums zwischen ihnen und normalen fest. Während die genetischen Grundlagen von bestimmten Gehirnerkrankungen ist die Mechanik, wie dies ausgedrückt wird, bislang noch ein Rätsel.
Das Team stellte fest, dass die mutierten Embryonen schien eine deutliche Anhäufung von Gehirnzellen zu entwickeln, die die normale Gehirnentwicklung und spätere Funktion stören könnte. Dies könnte in Zukunft massive Auswirkungen auf die Behandlung genetisch bedingter Erkrankungen des Menschen haben.
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Warum haben sie Zebrafisch für die Studie ausgewählt?
Zebrafisch, Danio rerio um ihnen ihren lateinischen Namen zu geben, handelt es sich um kleine tropische Süßwasserfische. Sie wurden vom Forscherteam aus verschiedenen Gründen ausgewählt.
Während der Embryonalentwicklung sind Zebrafische transparent, was sie ideal für die Beobachtung macht. Sie entwickeln sich auch sehr schnell und teilen sich zufällig. eine signifikante Menge ihres Genoms beim Menschen .
All diese Eigenschaften der Spezies machen sie zu großartigen Prüfständen für die Entwicklung von Therapien für eine ganze Reihe menschlicher Krankheiten, einschließlich genetischer Erkrankungen des Gehirns.
Was haben sie getan und was waren ihre Ergebnisse?
Nachdem Sie eine brauchbare Testperson gefunden haben Forscher führten eine PCDH19-Mutation ein in den embryonalen Zebrafisch. Anschließend beobachteten sie mit einem Hochleistungsmikroskop ihres eigenen Designs, was mit den Embryonen geschah.
PCDH19 oder P Rotocadherin-19 ist für die normale Gehirnentwicklung bei vielen Arten von entscheidender Bedeutung. Wenn dieses Gen defekt ist oder verloren geht, hat dies schwerwiegende Auswirkungen auf das sich entwickelnde Tier.
Mit dieser Technik konnten sie Veränderungen auf Zellebene im Laufe der Zeit beobachten. Und ihre Ergebnisse waren in der Tat sehr interessant.
Sie stellten fest, dass es einen deutlichen Unterschied zwischen normalen Zebrafischembryonen und denen mit dem mutierten Gen gab.
Studienleiter James Jontes , - außerordentlicher Professor für Neurowissenschaften am Ohio State und Mitglied des Neurologischen Instituts der Universität, vermerkt zu den Ergebnissen: -
"Dies ist die erste Studie, die funktionelle Bildgebung auf Einzelzellenebene verwendet, um die Auswirkungen einer Mutation zu untersuchen, von der bekannt ist, dass sie in einem lebenden Organismus neurologische Erkrankungen des Menschen verursacht, und wir haben offensichtliche Unterschiede in der Gehirnarchitektur der Tiere mit dem festgestelltMutation, "
"Diese Art von Arbeit hat das Potenzial, uns zu helfen, die Beziehungen zwischen Genen und Krankheiten, einschließlich Autismus und Epilepsie, genauer zu verstehen. Wir verstehen nicht genau, was diese Mutationen für die Struktur und Entwicklung des Gehirns beim Menschen tun und ob wir es uns vorstellen könnenWenn sie herausfinden, was sie in Fischen tun, werden wir einen langen Weg zu einigen Antworten finden ", fügte er hinzu.
Wie könnte dies zur Behandlung von Menschen verwendet werden?
Im Zebrafisch, genau wie beim Menschen Das Gehirn besteht aus einem großen Netzwerk von Neuronen. Die gesunde Entwicklung des menschlichen Gehirns während der Schwangerschaft ist für die zukünftige Funktion des Erwachsenen von entscheidender Bedeutung.
Wenn es in irgendeiner Weise betroffen ist, kann es schwerwiegende Auswirkungen auf Dinge wie Verhalten und emotionale Kontrolle haben.
Aus diesem Grund haben die Forscher dem Entwicklungsprozess der Entwicklung der Neuronen auf Zebenebene der veränderten Zebrafischembryonen besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Sie stellten fest, dass diese mutierten Zebrafische einen deutlichen Anstieg zeigten. Konnektivität oder Clustering im Vergleich zu den Gehirnen gewöhnlicher Zebrafische.
"Wir haben viele Verbindungen zwischen Neuronen im mutierten Zebrafisch gesehen. Wir wissen nicht genau, was das bedeutet, aber es könnte bedeuten, dass unangemessene Verbindungen zwischen Zellen auftreten, die normalerweise nicht interagieren würden. Vielleicht wird es auch dann zu einem ProblemViele Zellen sind in ein Netzwerk von Neuronen eingebaut. "Jontes bemerkte.
Neurowissenschaftler sind fasziniert von der Tatsache, dass genetische Mutationen, wie die untersuchte, zu sein scheinen haben starke genetische Grundlagen wie Autismus . Diese und ähnliche Studien könnten verwendet werden, um in Zukunft viele genetisch bedingte Krankheiten besser zu behandeln.
Die Studie wurde ursprünglich im veröffentlicht Tagebuch eNeuro diesen Monat.