👩🏿‍🤝‍👩🏻 🤶🏽 🤙🏽 न्यूरोबायोलॉजिकल प्रोजेक्ट Rybka प्रोजेक्ट 👩🏽‍💻 ✊ 🥙

मनुष्यों और कशेरुकियों की स्मृति अभी भी न्यूरोबायोलॉजी के मुख्य रहस्यों में से एक है। कई अध्ययनों के बावजूद, इस सवाल का एक अंतिम उत्तर "मस्तिष्क में संग्रहीत जानकारी कहाँ है?" अभी तक नहीं मिला है।

हमारी परियोजना को इस प्रश्न पर प्रकाश डालने के लिए भी कहा जाता है: डैनियो रेरियो मछली की मदद से दीर्घकालिक स्मृति के आणविक जैविक तंत्र का अध्ययन, जिसे आमतौर पर "ज़ेब्राफिश" के रूप में जाना जाता है।

यह एक लोकप्रिय प्रयोगशाला मछली है, जो कि भ्रूण विज्ञान, स्टेम सेल आदि पर अध्ययन में एक मानक मॉडल जीव है। ज़ेब्राफ़िश जीनोम का अनुक्रम होता है, जो इसके आनुवंशिक संशोधन को सरल बनाता है।

मॉडल जीव बॉक्स

चूंकि दवा जैविक अनुसंधान के लिए मुख्य प्रेरक है, इसलिए हम कह सकते हैं कि "मुख्य" एकमात्र होमोसेपियंस प्रजाति है, और बाकी सभी "मॉडल" हैं, जिस पर प्रयोग करना है। इसलिए, ऐसे जीवों को मॉडल कहा जाता है। उनकी सीमा अत्यंत विस्तृत है: बैक्टीरिया से लेकर चिंपांज़ी तक। मानक मॉडल जीवों में, ई। कोलाई, ई। कोली, खमीर, सी। एलिगेंस नेमाटोड, ड्रोसोफिला मक्खी, ज़ेब्राफिश, मेंढक, एक्सोलोटल, माउस और चूहा, चिकन, मैकाक की 2 प्रजातियां, चिंपांज़ी मौजूद हैं। प्रत्येक जीव कुछ प्रकार के प्रयोगों के लिए अच्छा है: उदाहरण के लिए, बैक्टीरिया जल्दी से विकसित होते हैं, पीढ़ी मिनटों में बदल सकती है, एक्सोलोटल का उपयोग पुनर्जनन प्रयोगों के लिए किया जाता है, और उच्च प्राइमेट्स का उपयोग संज्ञानात्मक क्षमताओं, भाषण, बुद्धि, आदि के उद्भव का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। कई मॉडल जीवों में स्वच्छ रेखाएँ होती हैं - बारीकी से संबंधित क्रॉसिंग द्वारा नस्ल। ऐसे जीवों को रैखिक कहा जाता है, एक ही पंक्ति के 2 व्यक्तियों में लगभग समान जीनोम होते हैं।

हमारा नायक ज़ेब्रिफ़िश है, जो कार्पेथियन परिवार की एक लोकप्रिय मछलीघर मछली है, जिसे ब्राचिदानियो रेरियो या ज़ेब्राफिश भी कहा जाता है। जंगली में, यह मछली भारत और पड़ोसी देशों में गंगा के बेसिन में रहती है। डैनियो 6-7 सेंटीमीटर तक बढ़ सकता है, मछलीघर की सामग्री में काफी सरल है और प्रजनन के लिए आसान है। डैनियो भ्रूणजनन 48 घंटे तक रहता है, जिसके बाद एक लार्वा बनता है, और मछली 3 महीने में यौवन तक पहुंच जाती है। जेब्राफिश की 10 से अधिक प्रयोगशाला लाइनें ज्ञात हैं, इसके जीनोम को डिकोड किया गया है , मछली में 25 गुणसूत्र हैं।

मछली के पास सीखने और स्मृति के लिए पर्याप्त जटिल मस्तिष्क है। इसलिए, उदाहरण के लिए, वह सबसे सरल माज़ के माध्यम से जाना सीख सकती है, घंटी की आवाज़ से भोजन के लिए एक निश्चित स्थान पर तैर सकती है, और कुछ अन्य सरल "ट्रिक्स"।

दूसरी ओर, एक मछली एक मछली है, अर्थात्। बाहरी निषेचन के साथ जलीय जानवर, जो इसके आनुवंशिक परिवर्तन और पालन की सुविधा प्रदान करता है। वास्तव में, अंडों को अलग करना, उन्हें इन विट्रो में निषेचित करना और फिर गर्भाशय में संशोधित जाइगोट का परिचय देना आवश्यक नहीं है, जैसा कि स्तनधारियों में होता है।

चित्र 1. डेनिएरियो सामान्य ("जंगली"), ऊपर और उसके छोटे, नीचे

मछली का अगला महत्वपूर्ण गुण है इसका शरीर प्रकाश का संचार करने में सक्षम है। ज़ेब्राफ़िश (छवि 1) के "जंगली" रूपों में, केवल तलना पारदर्शी होता है, हालांकि, कैस्पर नामक एक विशेष नस्ल होती है, जिसमें वर्णक नहीं होता है (छवि 2)।

चित्रा 2. दानियो नस्ल कैस्पर

वयस्कता में भी कैस्पर लगभग पारदर्शी होते हैं, जो उन्हें अपने सामान्य जीवन के दौरान, एक सामान्य कैमरे और बिना सर्जरी के साथ उनके अंदर क्या हो रहा है, इसका अध्ययन करने के लिए गैर-आक्रामक रूप से अंदर देखने की अनुमति देता है। प्रयोग में, हम चमकदार प्रोटीन की तकनीक का उपयोग करेंगे, जो मछली में हमारे लिए ब्याज की प्रक्रियाओं को उजागर करेगा, नीचे इस पर और अधिक।

इसलिए हमने Rybka Project ( http://rybka.org.ua ) नामक एक न्यूरोबायोलॉजिकल प्रोजेक्ट के लिए ज़ेब्राफिश को चुना।

हमारी परियोजना दीर्घकालिक स्मृति, इसके समेकन (दीर्घकालिक अवधि के लिए अल्पकालिक स्मृति का संक्रमण) के साथ-साथ सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी (लिंक देखें) के तंत्र का अध्ययन करने के उद्देश्य से है। साहित्य [1-4] के अनुसार, मेमोरी बनने की प्रक्रिया में कई दसियों प्रोटीन शामिल होते हैं।

हमारा काम वास्तविक परिस्थितियों में उनमें से कुछ की गतिविधि की जांच करना है, समय और स्थान में उनके संश्लेषण की गतिशीलता (क्षेत्रों और मस्तिष्क के टुकड़े पर वितरण)। इस उद्देश्य के लिए, हम मछली के ऐसे आनुवंशिक संशोधनों (संक्रमणों) का उपयोग करने जा रहे हैं जिसमें एक डीएनए टुकड़ा एन्कोडिंग जीएफपी (हरा फ्लोरोसेंट tprotein, ग्रीन फ्लोरोसेंट प्रोटीन) हमारे लिए ब्याज के जीन के प्रमोटर से जुड़ा हुआ है (जो वांछित प्रोटीन को एन्कोड करता है)।

इस प्रकार, हम ऐसा करते हैं कि हमारे लक्ष्य जीन की अभिव्यक्ति एक फ्लोरोसेंट प्रोटीन के संश्लेषण को भी मजबूर करती है, जो पराबैंगनी प्रकाश के नीचे चमकती है। यह इस जीन की भागीदारी के साथ होने वाली मस्तिष्क प्रक्रियाओं को दिखाई देता है।

हाल के दशकों में, इस तरह की तकनीक काफी लोकप्रिय हो गई है, जिसमें मछली के साथ प्रयोग [5] शामिल हैं। हमारे करीब एक प्रयोग भी चमकदार प्रोटीन की तकनीक पर आधारित है, जो यहां वर्णित है ( http://habrahabr.ru/sandbox/57219/ )।

चित्रा 3. Zif268 डीएनए को बांधता है।

उदाहरण के लिए, "मेमोरी प्रोटीन" में से एक पर विचार करें जो हमारी परियोजना में दिखाई देते हैं। इसे zif268 (छवि 3) कहा जाता है और एक मेटालोप्रोटीन है, क्योंकि एक "समाप्त" प्रोटीन अणु में दो जस्ता परमाणु शामिल हैं। इसके अलावा, यह एक प्रतिलेखन कारक है और डीएनए के साथ बातचीत करने में सक्षम है।

ट्रांसजेनिक मछली उगाए जाने के बाद, हमारा कार्य उच्च-रिज़ॉल्यूशन कैमरों का उपयोग करके उनकी निगरानी करना है - जैसे कि उनके मस्तिष्क को विस्तार से देखना संभव है, इसके विभिन्न भागों में हरे प्रोटीन की चमक की तीव्रता को रिकॉर्ड करना।

एक ही समय में, मछली सीखने और याद रखने के विभिन्न कार्यों को हल करेगी जैसे कि सरल माज़ों को पारित करना, सशर्त व्यवहार विकसित करना (जैसे कि घंटी के साथ भोजन के लिए नौकायन करना), एक अपरिचित वातावरण में महारत हासिल करना, आदि।

हम देख सकते हैं कि मस्तिष्क के एक या एक और हिस्से में कौन से हिस्से और संरचनाएं बनती हैं, प्रशिक्षण सत्र के संबंध में इसकी उपस्थिति की गतिशीलता को ट्रैक करें, स्मृति में छवियों के प्रकार के साथ विभिन्न प्रोटीन का संबंध, और अन्य रोचक तथ्य।

हम आशा करते हैं कि इस तरह के प्रयोगों से स्मृति के रहस्यों का खुलासा करने के लिए करीब आना संभव होगा, मस्तिष्क में सूचना के दीर्घकालिक भंडारण के तंत्र को समझने के लिए, और जैविक न्यूरोसिस्टम्स के अधिक यथार्थवादी मॉडल के विकास की कुंजी भी प्रदान करेगा। परियोजना के मुख्य उद्देश्य के अलावा, अन्य संबंधित परिणाम भी प्राप्त किए जा सकते हैं: कशेरुक में अन्य प्रोटीन समूहों की अभिव्यक्ति का अध्ययन करने से लेकर एक्वैरियम के लिए चमकदार मछली के विभिन्न रूपों का "उत्पादन" करने के लिए। फिलहाल, परियोजना प्रारंभिक चरण में है, एक सैद्धांतिक विश्लेषण है, अभिकर्मक प्रोटोकॉल का डिजाइन (आनुवंशिक संशोधन), पंजीकरण के तरीके और डेटा विश्लेषण। मछली, उपकरण और अभिकर्मकों की खरीद की योजना बनाई। परियोजना के लिए धन की खोज भी चल रही है, क्योंकि फिलहाल इसका कोई वित्तीय समर्थन नहीं है। अनुदान, या क्राउडफंडिंग के लिए आवेदन करना संभव है।

प्रोजेक्ट के लिए सफल क्राउडफंडिंग का अनुभव है "मैं थोड़ा माउस हूं और मैं लंबे समय तक जीना चाहता हूं!" , जिनके टीम के कई सदस्य Rybka प्रोजेक्ट में भी भाग लेते हैं।

हम परियोजना के विकास और अनुसंधान के परिणामों के बारे में समाचार प्रकाशित करने की योजना बनाते हैं - जब वे दिखाई देते हैं। टिप्पणियाँ और सुझाव जो सभी रुचि रखते हैं से स्वागत है।

साहित्य

गार्सिया-ओस्टा ए और अल्बर्टिनी सीएम (2009) अमाइलॉइड बीटा स्मृति गठन की मध्यस्थता करते हैं। लर्निंग और मेमोरी। 16: 267-272।
अल्बर्टी सीएम (2009) लॉन्ग-टर्म मेमोरी और सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी में ट्रांसक्रिप्शन फैक्टर। फिजियोल रेव। 89: 121-45।
चेन डी वाई, स्टर्न एसए, गार्सिया-ओस्टा ए, सौनियर-रेबोरी बी, पोलोनिनी जी, बंबा-मुक्कू डी, ब्लिट्जर आरडी, अल्बर्टिनी सीएम। (2011) स्मृति समेकन और वृद्धि में IGF-II के लिए एक महत्वपूर्ण भूमिका। प्रकृति 469: 491-497।
माइलिक, मारिया एच।, और क्रिस्टीना एम। अल्बेरिनी। "मेमोरी पुनर्सक्रियन के बाद प्रोटीन संश्लेषण के लिए अस्थायी रूप से वर्गीकृत आवश्यकता।" न्यूरॉन 36.3 (2002): 521-525।
किम्बर्ली डोले, लियोनार्ड आई ज़ोन, ज़ैब्रिफ़िश: मानव रोग के अध्ययन के लिए एक मॉडल प्रणाली, जेनेटिक्स एंड डेवलपमेंट में करंट ओपिनियन, वॉल्यूम 10, अंक 3, 1 जून 2000, पृष्ठ 252-256, आईएसबीएन 0959-437X।

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