Zwierzęce modele ludzkich mechanizmów regulacyjnych i chorób

Danio pręgowany (Danio rerio) jest ważnym organizmem modelowym w badaniach biologicznych, zwłaszcza w badaniu chorób u ludzi i przy opracowywaniu leków. Główne cechy, które przyczyniły się do stosowania tego gatunku na szeroką skalę, to przydatność do badań genetycznych, krótki cykl życiowy i przezroczystość, która ułatwia obserwowanie ruchu komórek i ekspresji genów.

Finansowany ze środków UE projekt "Zebrafish regulomics for human health' (ZF-HEALTH) jest kontynuacją projektu ZF-MODELS. Podczas projektu naukowcy będą korzystać z różnych technologii i narzędzi wypracowanych w projekcie ZF-MODELS, aby badać, jak oddziałują na fenotyp różne geny regulatorowe wiązane z chorobami u ludzi.

Naukowcy stworzyli transgeniczne ryby z mutacjami w 14 586 genach, co stanowi 55% wszystkich genów kodujących białka. Obecnie celem jest nokaut każdego kodującego białko genu dania pręgowanego. Trwa ocena zachowań fenotypów, w której zidentyfikowano ponad 200 nieprawidłowych fenotypów i stworzono cyfrowe rekonstrukcje 4D rozwijających się embrionów.

Ważną częścią prac jest identyfikacja regionów regulacyjnych zmutowanych genów przy użyciu bioinformatyki i transgeniki oraz porównanie ich z odpowiednikami ludzkimi relewantnymi dla choroby. Badacze stworzyli nowe prognozy dotyczące całego genomu regulacyjnych bloków genomicznych u trzech gatunków (dania pręgowanego, ryby z rodzaju Tetraodon i człowieka) jako genomów referencyjnych. Wyszukiwarkę genomową ustawiono tak, by pokazywała wysoko konserwatywne elementy niekodujące, sekwencje synteniczne genów konserwatywnych w obrębie chromosomów oraz markerów epigenetycznych dla całego genomu ludzkiego.

Istotna część uzyskanych w projekcie ZF-HEALTH danych i obrazów posłużyła do udoskonalenia atlasu mózgu danio pręgowanego. Opracowano specjalne oprogramowanie umożliwiające ustalenie związku pomiędzy anatomicznymi częściami mózgu i wzorcami ekspresji określonych genów, jak też odniesienie tych danych do chorób u ludzi. Co więcej, wirtualna przeglądarka mózgu, dostępna dla naukowców, ma zdolność porównywania ekspresji dużej liczby genów i mapowania części ciała.

Wyniki projektu wciąż są rozpowszechniane. W trzecim roku realizacji projektu członkowie konsorcjum przedstawili 150 prezentacji podczas konferencji naukowych, warsztatów i seminariów zewnętrznych, 19 prezentacji dla opinii publicznej, a także opublikowali 28 artykułów w czasopismach branżowych. Projekt ZF-HEALTH ma ogromny potencjał pod względem wykorzystania wyników dla lepszego wyjaśnienia mechanizmów regulatorowych u ludzi i ich wpływu na rozwój chorób.