Il y a un an, j'ai suivi un cours «Génétique de la souris; modèles pour les maladies humaines »par le Centre international de génie génétique et de biotechnologie (ICGEB). J'observe cette organisation depuis longtemps (depuis 2014) et lorsque l'occasion se présente, je viens à eux lors de conférences et d'ateliers. L'ICGEB couvre actuellement 98 pays, dont 65 sont membres de l'organisation. L'Ukraine, malheureusement, n'est pas encore un pays membre, mais il y a environ 2 ans, un accord de collaboration a été signé avec l'ICGEB. La coopération des États avec l'ICGEB offre aux chercheurs de grandes perspectives, par exemple la possibilité de mener des travaux scientifiques au cœur de l'organisation de Trieste (Italie) ou de prendre des subventions pour participer à des cours et conférences. Les étudiants à la maîtrise et au doctorat des États participants ont la possibilité de mener des recherches sur les derniers équipements.Pour l'Ukraine, il s'agit d'un facteur vital, alors j'attends avec impatience l'entrée en vigueur de l'accord signé entre l'ambassadeur d'Ukraine en Italie, Yevhen Perelygin, et le CIGGB. Je note que les portes sont également ouvertes aux scientifiques de pays qui ne sont pas des collaborateurs de l'organisation. Mais dans ce cas, vous devrez payer vous-même les frais d'inscription.
Je reviendrai sur mon histoire du cours de l'année dernière. J'ai été ravi de l'occasion de participer à la conférence «Le modèle de rongeur souris (campagnol des racines, Microtus oeconomus Pall.) Dans la bioindication de l'écotoxicité» . Bien sûr, mon sujet ne pouvait rivaliser dans tous ses aspects avec les développements innovants apportés par les autres participants au cours. Et les rapports des employés du laboratoire ICGEB étaient généralement au-delà des louanges! Cependant, les animaux modèles - c'est toujours mon sujet: après tout, j'ai travaillé pendant 4 ans à l'Institut de biologie moléculaire et de génétique, simulant toutes sortes de maladies chez les petits rongeurs. Et nous avions également une souris GFP , qui est également utilisée comme animal modèle. Par conséquent, ivre de joie, je me suis assis et j'ai écouté les conférenciers envoûtés.
Je dois admettre que jadis, je ne connaissais même pas l’existence de la clinique allemande de la souris en Allemagne . Dr. Wolfgang Wurst, sous une forme simple et accessible, a parlé des secrets de la création de lignées de modèles animaux transgéniques avec différents (selon la volonté de l'expérimentateur) des gènes humains. Le scientifique a expliqué à quel point il est important, après avoir reçu la première génération d'animaux transgéniques, d'élever de manière responsable les animaux obtenus selon les principes zootechniques pertinents, d'augmenter le nombre de bétail avec un suivi constant de la présence de gènes humains dans la progéniture résultante. Des exemples de contrôle comprennent, entre autres, des caractéristiques visuelles communes, par exemple, des changements dans le pelage de l'animal, la taille de la queue, la taille moyenne, etc. Par exemple, si nous modélisons un individu homozygote pour le gène MSTN, alors la souris sera nettement plus grosse que le type sauvage). Sa clinique utilise également des appareils à ultrasons et à rayons X pour les souris. Par exemple, la maladie de Paget est caractérisée par un remodelage osseux altéré, qui conduit à un élargissement et à une déformation des os. Sur les rayons X, des changements caractéristiques seront visibles. Cette maladie est causée par une mutation des gènes SQSTM1 et RANK . Le Dr Wolfgant Wurst a également mentionné, comme référence, le modèle Brainbow .
Le modèle Brainbow vise à cartographier les interconnexions des neurones dans le cerveau. Afin de créer un tel modèle, il faut éliminer les gènes qui intéressent un biotechnologiste en utilisant le soi-disant outil système Cre-LoxP . Ce système se compose de Cre-recombinase et sites LoxP (séquence d'ADN, composée de 34 paires de bases). Ce système a été espionné et emprunté à la nature, à savoir le phage P1. Dans le phage P1, ce système permet d'insérer le cycle de vie normal de ce virus avec le phage intégré dans le génome bactérien. Dans l'expérience, les scientifiques insèrent une cassette avec des gènes pour 4 protéines fluorescentes et entre les gènes six sites LoxP ( 3 paires : 1, 2 et 3) afin que les paires soient dirigées dans la même direction. Cette méthode d'introduction de sites LoxP permet de découper une partie entre des sites LoxP identiques . Fournit cette enzyme Cre- recombinase. Donc, l'enzyme CreLa β-recombinase replie la molécule d'ADN de manière à construire des sites LoxP identiques opposés les uns aux autres, et fait un croisement entre ces sections de la molécule d'ADN. Cela conduit au fait que la zone qui était entre les deux sites LoxP est enfermée dans une boucle et ensuite découpée de la molécule. Les parcelles qui se trouvaient à droite et à gauche des sites LoxP sont liées entre elles. Par conséquent, un tel système est appelé knockout - car il désactive certains gènes. Mais le modèle Brainbow n'est pas seulement un KO , mais un KO conditionnel , c'est-à-dire un KO sous certaines conditions. Pour cela, la Cre- recombinase n'est activée que dans les cellules hippocampiques.... Afin que la Cre- recombinase ne soit déclenchée que dans des cellules spécifiques, un promoteur spécial est sélectionné, dans ce cas le promoteur du gène THY1 . Dans cette conception, il y a quatre parties à la fois qui codent pour les protéines fluorescentes: orange, rouge, jaune et bleu. Si la recombinaison a lieu aux sites de la première paire, alors la protéine fluorescente orange est retirée de la construction et la protéine fluorescente rouge est connectée au promoteur. Si la recombinaison se produit aux sites de la deuxième paire, les protéines fluorescentes orange et rouge seront supprimées et le promoteur se combinera avec le jaune. Eh bien, la troisième option - orange, rouge et jaune sera supprimée, et seul le bleu restera. Cela conduit au fait que chaque cellule est peinte dans sa propre couleur. En raison des combinaisons de différents fluorochromes et couleurs, environ 70combinaisons de couleurs individuelles qui peuvent être distinguées par l'ordinateur.
A partir de telles cellules où une recombinaison homologue réussie s'est produite, des animaux transgéniques peuvent être obtenus. Lorsque des souris avec le gène Cre- recombinase ont été croisées avec une lignée, la progéniture portant à la fois le gène Cre- recombinase et la cassette «multicolore» a été obtenue . Ces souris se recombineront et les neurones seront colorés, il sera facile pour les scientifiques de retracer où les processus des cellules nerveuses commencent et se terminent, et, par conséquent, il est possible de suivre la relation des neurones du cerveau.
Le Brainbow est vraiment une référence. Elle est très élégante. Au fait, cette semaine, j'ai feuilleté les nouvelles de l'Institut Bogomolets et j'ai vu une vidéo de Medexpertiza - Channel 5. La vidéo est consacrée à l'étude des processus douloureux, des sensations de son intensité et du dépassement sans analgésiques. Yaroslav Andrianov, étudiant de troisième cycle à l'Institut de physiologie de l'Académie nationale des sciences d'Ukraine, parle de ses recherches et l'un de ses écrans d'ordinateur illustre le gyrus denté dans l'hippocampe de la souris, coloré par la méthode Brainbow. S'inspirant de TA Weissman et al. Génération et imagerie de souris Braibow multicolores . Vidéo très intéressante et informative. Probablement, cette vidéo m'a poussé à écrire cette note.
PS bon lien vers la recombinaison Cre-LoxP sur Internet