Лемур мыши мог служить идеальной моделью для биологии примата и человеческой болезни

В течение многих десятилетий ученые полагались на мышей, дрозофилы и черви как генетические модели, но несмотря на весь их успех, эти организмы обычно не подражают многим аспектам биологии примата, включая многие человеческие болезни, сказал Марк Крэсноу, Мэриленд, доктор философии, преподаватель биохимии.Разбитый отсутствием хорошей модели исследования, Krasnow и его коллеги обратились к лемуру мыши и начали проводить, детализировал физиологические и генетические исследования сотен этих миниатюрных, послушных существ в дождевых лесах Мадагаскара.Работая в финансируемой Стэнфордом лаборатории над островной страной, ученые сообщают, что они уже отождествили больше чем 20 отдельных лемуров с уникальными генетическими чертами, включая ожирение, высокий холестерин, высокий кровяной сахар, сердечные аритмии, прогрессирующую болезнь глаз и двигатель и расстройства личности. Их надежда состоит в том, что продолженное исследование этих богатых приматов могло привести к лучшему пониманию, и возможно лучшим отношениям, этих и других условий у лемуров и людей.

‘Огромный потенциал’«Я думаю, что у лемуров мыши есть большой потенциал для нашего понимания биологии примата, поведения и сохранения, таким же образом что дрозофилы и мыши за прошлые 30 или 40 лет преобразовали наше понимание биологии развития и много других областей биологии и медицины», сказал Крэсноу. «Некоторые самые захватывающие и важные вопросы, на которые нужно ответить, определенные для примата. Для тех нам действительно нужно что-то помимо людей, чтобы дополнить работу, которая была сделана у дрозофил и мышей».Работа, описывающая результаты исследователей, будет опубликована онлайн 9 июня в Генетике.

Krasnow – ведущий автор. Ведущее авторство разделено аспирантом Камиль Эзран и постдокторским ученым Кэйтлин Караньюски.Проект начался в 2009, когда Крэсноу, расстроенный отсутствием хорошей модели животных для заболевания легких – его области экспертных знаний – уполномочил трех молодых специалистов средней школы искать мир животных что-то лучше. К концу лета молодые специалисты придумали лемура мыши, который соответствует всем необходимым критериям: Как мыши, эти животные маленькие (о дважды размере мыши), развиваются быстро, воспроизводят быстро, производят многих потомков, и недорогие и легкие поддержать и справиться.

В генетических терминах лемур мыши о на полпути между людьми и мышами, сказал Крэсноу.«Когда я говорю с учеными, их лица освещают, когда я говорю им о лемурах мыши, потому что они о размере мыши, но они – приматы, так, чтобы имел огромное значение», сказал Эзрэн, который был одним из молодых специалистов средней школы. «Я думаю, что они действительно представляют такой большой потенциал для биологического, поведенческого и медицинского исследования в целом».Вначале в проекте, Крэсноу искал перспективу Стэнфордских ветеринаров, в конечном счете принимая на работу Меган Олбертелли, DVM, доктора философии, доцента сравнительной медицины.

Генетик и специалист по примату, Альбертелли сказал, что она первоначально скептически относилась к идее лемуров как модели животных, но скоро стала восторженной после реализации их огромного потенциала для вкладов в понимании неврологических проблем, болезни глаз и других условий, где модели мыши потерпели неудачу.Поездка во ФранциюОна сопровождала группу в поездке во Францию, чтобы гостить у ученых, которые изучали лемуров в лаборатории в течение многих лет.

Французская команда нашла, что некоторые стареющие лемуры развивают форму деменции и накапливают мемориальные доски в мозгу, которые напоминают те из пациентов, страдающих болезнью Альцгеймера.«Я видел, что они обещали модели для болезни Альцгеймера», сказал Альбертелли. «Болезнь Альцгеймера – условие, которое трудно смоделировать в другом виде животных, так, чтобы было очень захватывающим».Лемуры мыши живут исключительно на Мадагаскаре, где они найдены в большом изобилии.

Десятки миллионов их населяют остров. В то время как лемуры обычно подвергаются опасности из-за разрушения среды обитания, лемуры мыши не находятся под угрозой и свободно бродят по острову, сказал Эзрэн, который называет их «грызунами Мадагаскара».

Стэнфордские исследователи начали развивать сотрудничество с другими учеными, изучающими лемуров, включая тех в Центре ValBio около Национального парка Ranomafana в Мадагаскаре, которые исследовали экологию лемура, семейную структуру и поведение в течение многих десятилетий.Во время периодических посещений острова Krasnow и его коллеги изучили, как поймать коричневых лемуров мыши в дождевом лесу недалеко от научно-исследовательской станции, используя крошечный кусочек банана в ловушке как приманка. Ученые тогда пометили и сфотографировали каждое животное, дали им полный медицинский осмотр, проанализировали их для поведенческих проблем и отклонений и удалили каплю крови для генетического подробного и исследования сыворотки. Животных тогда выпустили на волю назад, таким образом, исследователи могли следовать за ними со временем, чтобы видеть, как их среда может влиять на их прогресс и здоровье.

В 2013 Стэнфорд построил современную лабораторию молекулярной биологии и генетики в комплексе ValBio, где эти исследования могли быть выполнены.’Отличительные лица’У лемуров есть отличительные лица, Крэсноу сказал, и исследователи дали каждому имя, на основе его или ее внешности или поведения. Например, каждого назвали Энергичным для его необычно агрессивного характера; большинство лемуров послушно.

Работа привела к совершенно новому способу сделать генетические исследования, сказал Крэсноу, который является также Говардом Хьюзом Медицинский следователь Института. Вместо того, чтобы использовать традиционный метод введения генетических мутаций в мышей, чтобы создать мышей «нокаута» – или животные с настроенными генами – они нашли, что смогли найти естественные варианты среди животных в дикой природе. Кроме того, в работе с лемурами в их родных средах обитания, исследователи могли лучше понять, как животные взаимодействуют со своей средой и отношениями между генами и окружающей средой.«Вместо того, чтобы ввести мутации у мышей или дрозофил, мы делаем что-то намного более подобное тому, что сделано в людях», сказал он. «Мы смотрим на всю замечательную наследственную изменчивость, уже существующую в природе, так как есть столько миллионов лемуров мыши там.

Мы вычисляем, что большинство мутаций ‘нокаута’ уже присутствует по своей природе, и все, что мы должны сделать, находят их. И потому что стоимость упорядочивания генома быстро понижается, теперь возможно упорядочить геномы тысяч лемуров мыши, чтобы видеть, какие мутации они несут».

При этом исследователи могли достигнуть через несколько лет для крошечной доли расходов, чего Международный Консорциум Мыши Нокаута достигнет через 10 лет по стоимости почти $1 миллиарда, сказал он.Но проект мог использовать некоторый дополнительный персонал, поскольку процесс завоевания животных и показа их в лаборатории трудоемкий, сказал он.

Он и его коллеги предложили многоцелевое решение, которое будет способствовать местной образовательной системе, помогая заповеднику популяции лемуров в Мадагаскаре, средам обитания которого угрожают, занимаясь сельским хозяйством, добывая и регистрируя интересы, сказал он.Помощь от студентовГруппа разрабатывает научный учебный план для использования в малагасийских средних школах, в которых студенты узнают о биологии, исследуя богатую окружающую среду прямо вне их школьных зданий. Среди преподавателей Ману Пракаш, доктор философии, доцент биоинженерии в Стэнфорде и пионера в области «скромной науки», который принес его мощные бумажные микроскопы за 1$ в Мадагаскар и учил студентов, как исследовать микроскопический мир, в котором они живут, включая вшей в их волосах, болезнетворные микроорганизмы в их воде и вызывающих болезнь паразитов в их среде.

Учебный план был сначала введен среди студентов университета, некоторые из которых теперь проверяют лемуров в Стэнфордской лаборатории в Мадагаскаре.«Мы рассмотрели это как возможность, потому что мы собираемся туда изучить уникальных животных и биологию и экологию Мадагаскара, который непревзойден в мире», сказал Крэсноу. «Это – горячая точка № 1 для биоразнообразия, но большинство студентов не понимает то, что они имеют на их задних дворах, потому что им преподают из учебников и от учителей, которые извлекли уроки из европейцев».Он сказал, что исследователи надеются расширить научные учебные планы на всех уровнях образования, помогая поезду малагасийские ученые будущего и построить научную способность в стране, все время создавая оценку среди местного населения потребности понять и сохранить лемуров и другие разновидности для будущего.

«Мы пытаемся сделать это способом, которое почтительно и поможет лемурам и людям Мадагаскара, просвещая много аспектов биологии примата и человеческой болезни», сказал он.Исследователи планируют сделать генетическую информацию об упорядочивании и фенотипировании, которую они получают из лемуров, общедоступных так, чтобы исследователи во всем мире могли использовать в своих интересах эту находку знания, сказал Альбертелли.


Блог Ислама Уразова