Istraživači sa Nacionalnog instituta za zdravlje objavili su atlas razvoja zebrice, sa detaljima o programima ekspresije gena koji se aktiviraju u skoro svakom tipu ćelije tokom prvih pet dana razvoja, perioda u kojem embrioni sazrevaju iz jedne ćelije u različite tipove ćelija. . Ove različite ćelije postaju tkiva i organi koji formiraju mlade ribe sposobne da plivaju i traže hranu. Nalazi su objavljeni u časopisu Razvojna ćelija.
„Možda iznenađujuće, male zebrice nam pružaju značajan uvid u ljudski razvoj i bolesti. Mnogi programi ekspresije gena koji usmeravaju embrionalni rast slični su kod riba, ljudi i drugih životinja“, rekao je dr Kristofer Mekbejn, naučni direktor iz Nacionalnog instituta za zdravlje dece i ljudski razvoj Junis Kenedi Šrajver (NICHD), koji je sproveo rad.
„Pošto su zebrice vidljivo providne, oplođuju jaja spolja i lako ih je genetski proučavati, one predstavljaju jedinstven i efikasan način za modeliranje ljudskih bolesti.
Proces embrionalnog razvoja je orkestriran instrukcijama u DNK koje usmeravaju različite programe ekspresije gena unutar pojedinačnih ćelija, što različitim tipovima ćelija daje njihove jedinstvene funkcionalne karakteristike. Da bi napravio atlas, istraživački tim je koristio metodu nazvanu jednoćelijsko sekvenciranje RNK da identifikuje programe ekspresije gena tokom pet dana, sa uzorcima koji su uzimani svaka dva do 12 sati.
Dobijeni atlas prati skoro 490.000 ćelija neprekidno tokom 120 sati nakon oplodnje, sa prosekom od 8.621 transkripta i 1.745 gena otkrivenih po ćeliji. Istraživački tim je zatim sortirao ove podatke između poznatih tipova ćelija i stanja ćelija tokom razvoja.
Da bi istakao korisnost atlasa, tim se fokusirao na razvoj nedovoljno proučavanih ćelija, uključujući crevne ćelije zvane BEST4+ ćelije, koje su povezane sa gastrointestinalnim bolestima i rakom kod ljudi. Malo se zna o tome kako se ove ćelije razvijaju jer ih nema u drugim uobičajenim modelnim organizmima, kao što su miševi.
Koristeći atlas, tim je kompjuterski predvideo potpuni razvojni program BEST4+ ćelija, uključujući signale koji iniciraju razvoj ćelija i faktore transkripcije koji sprovode proces. Ovi nalazi se mogu proceniti u modelnim organizmima ili kliničkim uzorcima da bi se bolje razumela uloga BEST4+ ćelija u ljudskim bolestima.
„Naš atlas o ranom razvoju zebrice je izuzetno detaljan resurs koji opisuje program ekspresije stotina tipova ćelija u 62 razvojne faze“, rekao je stariji autor dr Džefri A. Farel, istraživač Earl Stadtman i šef odeljenja NICHD-a. o specifikaciji i diferencijaciji ćelija.
„Iz ovog atlasa smo došli do otkrića o nedovoljno proučavanim ćelijama, uključujući crevne ćelije uključene u ljudske bolesti, glatke mišiće koji okružuju creva i ćelije koje okružuju krvne sudove. Postoji još mnogo napretka koji čeka da bude otkriven, i radujemo se što ćemo videti šta istraživačka zajednica može da uradi sa našim atlasom otvorenog koda.“
Atlas je javno dostupan široj istraživačkoj zajednici na https://daniocell.nichd.nih.gov. Pored pregledavanja podataka na mreži preko veb stranice, podaci se takođe mogu preuzeti u dodatnim formatima za ponovnu analizu. Timelapse ranog razvoja zebrice je dostupan za gledanje, kao i mikroskopske slike vezane za studiju. Da biste saznali više o NIH Zebrafish Faciliti, posetite NIH virtuelni obilazak.
