神经科学的圣杯之一是记录大脑中每个神经元的活动,而动物自由移动并执行复杂的行为任务。最近在啮齿动物模型的大规模神经记录中采取了重要的步骤,但整个哺乳动物大脑的单个神经元分辨率仍然难以捉摸。相比之下,幼虫斑马鱼在这方面有很大的希望。斑马鱼是与哺乳动物大脑具有实质同源性的脊椎动物模型,但它们的透明度允许使用光学显微镜技术在单神经元分辨率下对遗传编码的泛型指标进行全脑记录。此外,斑马鱼从很小的时候就开始显示出复杂的自然行为曲目,包括使用视觉提示狩猎小型,快速移动的猎物。直到最近致力于解决这些行为的神经碱基,主要依赖于在显微镜物镜下固定鱼的测定法,并且实际上介绍了诸如猎物之类的刺激。最近在开发未固定的斑马鱼的脑成像技术方面取得了显着进步。在这里,我们讨论了最近的进步,特别关注基于光片显微镜的技术。我们还提请人们注意几个重要的杰出问题,这些问题仍有待解决,以提高所获得的结果的生态有效性。
图 1:微注射 Edit-R Cas9 核酸酶 mRNA 和合成 crRNA:tracrRNA 的斑马鱼胚胎具有可检测的编辑事件。仅微注射 Edit-R Cas9 mRNA(+/+ 泳道)或微注射 Edit-R Cas9 mRNA 加靶向 GFP 的 crRNA:tracrRNA(+ 泳道)。注射后 2 天制备基因组 DNA,并使用位于切割位点两侧的引物进行 PCR。使用 T7EI 进行 DNA 错配分析,并在 2% 琼脂糖凝胶上分离样品。使用 ImageJ 软件估计由于基因编辑而导致的插入和缺失百分比 (Indel %),并显示在泳道底部。在所分析的斑马鱼胚胎中,75% 实现了使用靶向 GFP 的 crRNA:tracrRNA 编程的 Cas9 mRNA 的靶向 DNA 切割。
肌肉营养不良(MDS)是由40多种蛋白质失调引起的,但通常具有肌肉无力的特征,肌纤维死亡和再生,移动丧失和过早死亡。A MD涉及从细胞外基质到肌膜到肌膜的连接中任何地方的断开链接。因此,如果错误折叠,失调或不存在,则任何蛋白质都会导致MD。在MD中,当参与这些过程的肌肉失败时,最常见的死亡原因是心脏或呼吸道衰竭。尽管MDS影响1:3500-5000全球出生,但目前尚无治疗方法。眼外肌肉(EOM)显着不受MD的影响,但是,这种天然抗药性背后的机制仍然难以捉摸。我们最近表明,EOMS细胞骨架与其他肌肉的区别显着不同,并假设MD模型中其细胞骨架的研究将提供重要的线索。此外,我们假设将EOMS策略应用于躯干肌肉组织将减少MD总体上的有害影响。
摘要:人为干预对环境健康产生了损害,增强了生态系统的降解,以及释放到自然的化学污染物的数量。因此,环境评估范围内的研究领域和监测(例如生态毒理学)有助于确定污染物的毒性潜力。一种被称为斑马鱼(Danio rerio)的小型塞普林剂,其使用呈指数成长,是科学研究的替代脊椎动物模型,主要用于评估环境风险。该物种在实验室中表现出几个优势,除了表现出多生物毒性的多种标志物外。因此,本综述旨在提出与该物种合作的主要特征和优势,并显示与涉及斑马鱼毒性生物标志物的生态毒理学有关的研究。结果表明,在环境风险分析中采用该物种的渐进趋势,在评估一系列化学污染物的毒性水平中,这是一种越来越推荐的物种。未来技术的发展必须有助于科学进步,从而使该模型生物的潜在应用变得更加广泛,这无疑将有助于弥合各个研究领域的知识差距。
干细胞是成熟器官中细胞的前体。他们参与了胚胎发生的不同阶段,也参与器官发育的更高级阶段。它们分化为更成熟的细胞,高度取决于其微环境中的信号。造血干和祖细胞(HSPC)是所有血细胞类型的基础。由于它们驻留在一个相当明确的利基市场中,该利基市场由间充质基质细胞(MSC)和内皮细胞(EC)组成,因此它构成了研究HSPCS和小裂细胞之间相互作用的出色模型。这些细胞在胚胎发生过程中很少见,并且会产生。然后,他们在利基市场中找到自己的房屋,并每天产生数十亿个血细胞。在小鼠中,通过在麻醉小鼠上进行手术方法来获取颅骨表面的血管(称为Calvarium)的血管来完成对活动物中这些干细胞的观察,可以使用显微镜对其进行成像。但是,这些传统方法在解决方案方面仍然不足以定义内源性HSPC在其利基市场中的超微结构。
Tübingen und Freiburg ENU 筛选和 Sanger ZMP 项目(全基因组蛋白质编码基因敲除) • 为欧洲实验室提供简单且经济高效的途径获取这些品系 • 镜像美国资源中心 ZIRC 的热门品系 • 提供额外资源,如质粒、基因组图谱、筛选、培训
成功地,我们使用LFB开发了整个安装染色方案,以染色斑马鱼模型髓鞘和神经细胞。我们已经优化了LFB在整个生物体中穿透中枢神经系统的细胞成分。我们开发的染色方法成功地突出了斑马鱼发育中的大脑的神经解剖学。使用斑马鱼幼虫的LFB髓磷脂染色程序的流程图如图1所示。此外,我们的修改协议还达到了斑马鱼大脑结构的整个固定染色,而无需构成样品结构。我们在斑马鱼标本中使用了4%的常规固定剂(常规固定剂)。在固定过程之前,用蛋白酶K处理斑马鱼样品。蛋白酶K处理可显着改善污渍渗透到整个固定标本中。之后,蛋白酶K处理斑马鱼在4°C下放置在固定剂中过夜。对于其他透化,我们使用Triton X-100洗涤剂来改善染色渗透,而不会影响固定样品的结构形态。在使用卢克索快蓝色和甲三角紫的斑马鱼标本的染色过程中显示(图2)。
制造机器(替代模型)通过利用样本数据(也称为培训数据)来改善自己的表现。1在过去的几十年中,ML在各个工程领域都逐渐成为有前途的工具。尤其是,由ML训练的基于人工智能(AI)的替代模型可以为未知输入配置提供快速,准确的输出预测,从而取代劳动力强度的实验或模拟计算,要求高计算成本。2–14此外,基于ML的模型也可以从人类无法掌握的给定复杂数据表中得出有意义的推论。例如,Alphafold 15和Alphago 16证明了ML在执行基于规则的计算机程序中无法想象的杰出任务中的能力。近年来,大量的研究集中在ML模型的进一步增强上。例如,在可解释的人工智力(XAI)的领域取得了很大的进步,目的是通过阐明其决策来增强ML模型的解释能力 -
1 巴塞尔大学生物中心,瑞士巴塞尔 4056。2 华盛顿大学电气与计算机工程系,美国华盛顿州西雅图 98195。3 华盛顿大学 Paul G. Allen 计算机科学与工程学院,美国华盛顿州西雅图 98195。4 Allen 细胞谱系追踪发现中心,美国华盛顿州西雅图 98195。联系方式:madalena.pinto@unibas.ch (MMR-P.);alex.schier@unibas.ch (AFS)
慢性甲基苯丙胺的使用是一种广泛的药物流行,与脉动dIAC形态和电重塑有关,从而导致多种疾病性疾病的发展。虽然已经记录了甲基苯丙胺来诱导心律不齐,但大多数结果源自从经历了不同持续时间的甲基苯丙胺滥用的用户的临床试验中,尚未提供有关在标准化设置中使用甲基苯胺的文献。此外,关于甲基苯丙胺如何影响心血管系统的潜在分子机制仍然难以捉摸。在心脏毒性和心律不齐之间寻求与斑马鱼中甲基苯丙胺滥用的关系,以识别和了解与甲基苯丙胺相关的不良心脏症状。斑马鱼首先在2周的持续时间内每周用甲基苯丙胺治疗3次。在治疗后立即使用内部开发的电力学分析的采集系统进行了脑电图测量(ECG)测量。对斑马鱼心肌细胞中cAMP表达和Ca 2+调节进行了后续分析。营地对于心肌纤维化和心律不齐的发展至关重要,这是心血管疾病发展的明显症状。Ca 2+失调也是引起心律不齐的一个因素。在治疗的第一周,用甲基苯丙胺给药的斑马鱼表现出降低的心率,这在整个第二周持续存在,并且显着低于未经治疗的鱼的心率。的结果还表明,在治疗的早期阶段,心率变异性增加,随后在实验期间,经甲基胺治疗的鱼的晚期减少,表明对甲基苯丙胺暴露的双相反应。甲基苯丙胺处理的鱼在整个实验过程中也表现出QTC间隔的减少。CAMP和Ca 2+测定法的结果表明,cAMP被上调,Ca 2+因甲基苯丙胺治疗而失调。胶原式测定表明对甲基苯丙胺的纤维化反应显着