Bilgi

Laboratuvarlarda neden fare kullanırız?

Laboratuvarlarda neden fare kullanırız?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

İnsanları hedef alan deneyler için neden laboratuvarlarda fareler kullanıyoruz? Biyolojik olarak insanlara yakınlar mı?


Etik sorunlardan* ayrı olarak, basit pratiklik var. Fareler, en küçük ve en hızlı üreyen memelilerle ilgilidir. Fare oluşturma süresi, insanlar için yaklaşık 10 hafta, belki 15 yıl ve ortalama çöp boyutları 6-8, insanlar için birin biraz üzerindedir. Yaşam süresi buna bağlı olarak daha kısadır, bu nedenle tüm yaşam boyunca veya birden fazla nesil için deneyler yapılabilir. Fareler çok daha az yer kaplar ve beslenmesi çok daha ucuzdur, bu da araştırma hibelerine başvururken göz önünde bulundurulması gereken bir husustur.

(Ve araştırmanın ilk günlerinde, maymunlar gibi bazı egzotik türlerde gemi yapmak yerine, sadece vahşi fareler yakalanabilirdi.)

*Herkesin abone olmadığı. İnsanların laboratuvar hayvanları olarak kullanıldığına dair çok sayıda tarihsel kanıta sahibiz.


Fare ve İnsan Genomlarının Karşılaştırılması

İnsan ve fare genomlarındaki fonksiyonel elementlerin kapsamlı bir kataloğu, memeli biyolojisi ve insan hastalıklarının mekanizmaları hakkında araştırma yapmak için güçlü bir kaynak sağlar.

Araştırmacılar, insan vücudunun karmaşık moleküler mekanizmalarını anlamak için genellikle organizmaları modellemeye yönelirler. Fare, gen fonksiyonu, hastalık ve ilaç gelişimi hakkında bilgi edinmek için uzun süredir kullanılmaktadır. Ancak fare biyolojisinin tüm yönleri insan biyolojisini yansıtmaz. Hangi yönlerin benzer olduğunu anlamak, bilim insanlarının farelerin ne zaman yararlı bir model organizma olarak en iyi şekilde hizmet edebileceğini belirlemelerine olanak sağlayacaktır.

ENCODE veya ENCyclopedia Of DNA Elements programının bir parçası olan fare ENCODE projesi, fare ve insan genomlarının düzenlenmesinde yer alan genetik ve biyokimyasal süreçleri incelemeyi amaçlar. NIH'nin Ulusal İnsan Genomu Araştırma Enstitüsü (NHGRI) tarafından başlatılan ENCODE, insan ve fare genomlarında kapsamlı bir fonksiyonel elementler kataloğu oluşturuyor. Bu öğeler, proteinleri oluşturmak için talimatlar sağlayan genleri, protein kodlamayan genleri ve genlerin farklı hücre ve dokularda ne zaman eksprese edildiğini (açılıp kapatıldığını) kontrol eden düzenleyici öğeleri içerir.

ENCODE bilim adamları, 123 farklı fare hücre tipine ve dokusuna çeşitli genomik yaklaşımlar uyguladılar ve ardından bunları insan genomuyla karşılaştırdılar. Sonuçlar 4 gazetede yayınlandı. Doğa 20 Kasım 2014'te ve ilgili birkaç makalede Bilim, Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı, ve diğer dergiler.

Araştırmacılar, genel düzeyde, gen regülasyonu ve memeli biyolojisi için önemli olan diğer sistemlerin fareler ve insanlar arasında birçok benzerliğe sahip olduğunu buldular. İnsanlardaki hastalıklarla bağlantılı spesifik DNA dizi farklılıklarının genellikle fare genomunda benzerleri vardır. Bir türde ekspresyon örüntüleri ilişkili olan genler, diğer türlerde de benzer şekilde ilişkili olma eğilimindedir. Bu bulgular, belirli insan hastalıklarını incelemek için fare modellerinin kullanılmasının önemini doğrulamaktadır.

Ancak araştırmacılar, türler arasında paylaşılmayan birçok DNA varyasyonunu ve gen ekspresyon modelini ortaya çıkardı. Bu farklılıkları anlamak, farenin model organizma olarak değerini artırır. Örneğin, bağışıklık sisteminin birçok geninin düzenleyici unsurları ve aktivitesi, metabolik süreçler ve stres tepkisi, fareler ve insanlar arasında farklılık gösterir.

Stanford Üniversitesi'nden Dr. Michael Snyder, "Genel olarak, gen düzenleme makineleri ve ağları fare ve insanda korunur, ancak ayrıntılar biraz farklıdır" diyor. Doğa ders çalışma. "Farklılıkları anlayarak, fare modelinin en iyi nasıl ve ne zaman kullanılabileceğini anlayabiliriz."

NHGRI Direktörü Dr. Eric Green, "Bu sonuçlar, fare genomunun nasıl çalıştığı hakkında zengin bilgiler ve bilim adamlarının hem fare hem de insan biyolojisini daha iyi anlamak için üzerine inşa edebilecekleri bir temel sağlıyor" diyor.

ENCODE verileri biyomedikal topluluğu ile serbestçe paylaşılır. Fare kaynağı, araştırmacılar tarafından bugüne kadar yaklaşık 50 yayında kullanılmıştır.


Bell Biyoloji Laboratuvarları

Gelecek yıl, biyologların tüm insan gen setini sıralamayı bitirmeleri planlanıyor. İnsan Genom Projesi, binlerce bilim insanı ve milyarlarca doları içeren devasa bir çaba olmuştur. Ama Peter Schultz için asıl eğlence -bütün bu genlerin nasıl işlediğini anlamak- daha yeni başlıyor.

Geçen yıl Schultz, La Jolla, California'daki Novartis Vakfı'nın Genomik Enstitüsü'nü başlatmak için Berkeley'deki California Üniversitesi'nde kimya profesörü olarak görevinden ayrıldı. Novartis Araştırma Vakfı (ilaç devi Novartis ile yakın bağları olan bir İsviçre vakfı) tarafından finanse edilen 250 milyon dolarlık enstitünün amacı, genom projesi tarafından detaylandırılan yüz binlerce genin biyolojik anlamını aydınlatmak. Bu yapbozun bir araya getirilmesi işi, işlevsel genomik olarak bilinir ve Schultz, enstitüsünün, insan vücudunun nasıl çalıştığını molekül molekül anlamak için bu ırka öncülük etmesini beklediğine dair hiçbir şüphe bırakmaz.

Bu hikaye Mart 2000 sayımızın bir parçasıydı

Çoğu insandan geliyorsa, kulağa boş bir övünme gibi gelebilir. Ama Schultz bunu destekleyecek geçmişe sahip. Kısmen girişimci, kısmen araştırma yöneticisi, kısmen organik kimyager olan Schultz, her zaman laboratuvardaki gelişmeleri gerçek dünya teknolojilerine dönüştürmeye niyetli olmuştur. 1980'lerin sonlarından başlayarak, çok sayıda bileşiği hızla üretmek ve bunları belirli aktivite türleri için taramak için bir teknikler koleksiyonu olan "kombinatoryal kimya"nın öncülerinden biriydi. Birçok araştırmacı orada durmaktan memnun olurdu.

Bu görünüşte ezoterik ilerlemeyi yeni ilaç ve malzeme arayışında bir devrime dönüştürmede çok önemli bir rol oynayan Schultz değil. Schultz'un 1989'da kurulmasına yardımcı olan bir kombinatoryal kimya girişimi olan Affymax, ilaç şirketlerinin yeni bileşikler arama şeklini değiştirirken, 1995'te kurucularından olduğu Symyx, elektronik materyallerin ve katalizörlerin keşfinde devrim yaratmak için benzer kombinatoryal teknolojiyi kullandı (“ Kazanan Kombinasyon,” TR Mayıs/Haziran 1998). En son enkarnasyonunda Schultz, insan bilişinden insan gelişimine kadar her şeyi anlamak için aynı kimya hilelerinden bazılarını kullanmayı planlıyor.

Sabah 5'te ofisinde, Schultz yoğun bir program sürdürüyor. Geçen yaz faaliyete geçen yeni genomik enstitüsüne başkanlık etmenin yanı sıra Schultz, birkaç yeni kurulan şirketin yöneticisi olarak hizmet veriyor ve Scripps Araştırma Enstitüsü'nde 40 üyeli bir laboratuvar işleterek akademideki varlığını sürdürüyor. Kıdemli Editör David Rotman, enstitü için planlarını ve biyomedikal araştırmalarda kimyanın artan rolünü duymak ve insan genlerinin devasa yapbozunu bir araya getirme çabası hakkında bir güncelleme almak için bir sabah erkenden Schultz ile görüştü.

TR: Fonksiyonel genomik nedir? Biyoloji ve biyoteknolojide neden bu kadar sıcak bir konu haline geldi?

SCHULTZ: İnsan genomunda 100.000 ile 200.000 arasında farklı gen vardır. [Tüm insan genomunun] dizisi muhtemelen bu yıl ya da önümüzdeki yıl tamamlanacak ve 2002'de kamuya açık hale gelecek. Gen dizisinin ortalama bir insan üzerindeki en hızlı etkisi, hastalık ve yeni teşhisler için yeni teşhislerin geliştirilmesinde olacaktır. ilaç geliştirme hedefleri Soru şu ki, bu genlerin hücresel ve fizyolojik işlevleri nelerdir? Ve bu işlevleri, örneğin hastalığı tedavi etmek için nasıl değiştirebiliriz?

TR: Bu soruları cevaplamak enstitünüzün misyonu mu?

SCHULTZ: Evet, belirli bir gen ürününün [her gen bir proteini kodlar] işlevini çıkarmak, sonra bu proteinin bir organizmadaki diğer moleküllerle nasıl etkileştiğini ve o belirli proteinin işlevini nasıl modüle edeceğimizi öğrenmek istiyoruz. Bu proteinlerin işlevlerini ve hücre ve organizmadaki rollerini anlamak istiyoruz. Sonuç, umarız, insan terapötikleri olarak hareket eden küçük moleküller, proteinler veya genler yaratma yeteneği olacaktır.

TR: Yeni enstitünün başına geçmek için California Üniversitesi, Berkeley ve Howard Hughes Tıp Enstitüsü'nden ayrıldınız. Atraksiyon neydi?

SCHULTZ: İnsan genomunun dizilimi insanlık tarihinde bir kez belirlenir. Fizikte kuantum mekaniğinin ortaya çıkışına eşdeğer, biyoloji ve kimyada benzersiz bir zamandır. Soru şu: genomda kodlanmış büyük miktarda bilgiyi nasıl anlamaya ve özümsemeye başlayacağız? Biyolojik ve fiziksel bilimlerde son 10 yılda meydana gelen bir diğer devrim ise deneysel bilimi yürütme şeklimizdedir. Deneyleri tasarlama, uygulama ve analiz etme yeteneğimizde muazzam bir artış oldu - onları teker teker değil, aynı anda binlerce veya milyonlarca yapmak. Bu, kombinatoryal teknolojiler, hesaplama araçları ve mühendislik ve minyatürleştirmedeki ilerlemeler ile mümkün olmuştur - yarı iletken endüstrisinde devrim yaratan türde araçlar ve süreçler biyolojik ve fiziksel bilimlere taşınmaktadır. Sonuç olarak, bu araçlar olmadan insan genomuyla ilgili büyük miktarda bilgi ile uğraşmak neredeyse imkansız olurdu.

TR: Bugünlerde fonksiyonel genomik alanında çalışan çok sayıda başka araştırma grubu yok mu? Başka bir deyişle, enstitü için orada çok fazla rekabet yok mu?

SCHULTZ: Ancak çok az insan, gen işlevini anlamak için tüm araçları tek bir çatı altında toplamaya ve bunları sinerjik olarak kullanmaya çalıştı. Yapmaya çalıştığımız şey bu. Konvansiyonel bir üniversite ortamında zor olan bir şeydir çünkü odaklanmış çabalar ve özel kaynaklar gerektirir. Biyoteknoloji şirketlerinde bunu yapmak zordur çünkü genellikle tek bir misyonları veya hedefleri vardır. Ve büyük bir ilaç şirketinde bunu yapmak zor çünkü ürün odaklılık var. Burayı yeni bir Bell Biyoloji Laboratuvarı olarak görüyorum: küçük, son derece işbirlikçi gruplarla muazzam bir teknolojik altyapı.

TR: Karşılığın ne olacağını tahmin ediyorsunuz? Daha hızlı mı yoksa daha verimli ilaç keşfine mi yol açacak?

SCHULTZ: Görev ilaç keşfi değil. Bu keşifleri yapmak için biyolojik keşif ve gelişmiş teknolojiler. Ancak mesele şu ki, günümüzde önemli bir biyolojik ilerlemenin kaydedilmesiyle insanların bu ilerlemeyi insan terapötikleri için denemeye ve kullanmaya başlamaları arasında çok az zaman geçiyor. Birisi Alzheimer hastalığının altında yatan moleküler temeli içeren bir keşif yaparsa, ertesi gün ilaç endüstrisi bu yeni anlayışa dayalı ilaç keşif programları uygulamaya başlayacak. Benzer şekilde, hangi genlerin uzun ömürde veya bilişte önemli olduğunu keşfederseniz, bu temel bir bilimsel keşiftir, ancak çok kısa bir süre sonra bu gen ürünleri terapötiklerin geliştirilmesi için hedefler haline gelir. Bu gerçek, böyle bir yerin önemli biyomedikal ilerlemelere yol açacağı beklentisiyle biyolojik keşiflere odaklanmasına izin veriyor.

TR: Bu nedenle Novartis Araştırma Vakfı'nın enstitüye fon sağlama konusundaki ilgisi.

SCHULTZ: Aynen öyle. Paul Herrling'in [Novartis'te araştırma başkanı] bu araçların çoğunu bir araya getiren ve onları genom dizisinin yarattığı fırsata odaklayan bir yer olması gerektiğini fark ettiğini düşünüyorum. Ne akademik dünyada ne de endüstriyel dünyada böyle yerler yoktu. Üniversite ile biyoteknoloji-ilaç araştırmaları arasında bir yerdeyiz. Bu gerçekten bir deney. Novartis Araştırma Vakfı'nın bizi desteklemeye istekli olmasının nedeni, temel araştırma ile terapötiklerin geliştirilmesi için yeni fırsatlar arasında çok ince bir çizgi olduğunu fark etmeleridir.

TR: Yeni kurulan şirketlerde ve akademide yer aldınız ve şimdi büyük bir ilaç şirketiyle ilişkilisiniz. İnovasyon süreci açısından her birinin ödünleşimleri nelerdir?

SCHULTZ: “Akademik” şapkamı Scripps Araştırma Enstitüsü'nde tutuyorum. Ancak akademinin sorunu, endüstride olduğu gibi kaynaklara odaklanmanın çok zor olmasıdır. Öte yandan, şirketler er ya da geç, değer isteyen hissedarları olduğu için çok ürün odaklı olma eğilimindedir. Bu enstitüde pastamızı alıp yeme fırsatımız da var. Ticari değeri olan keşifler yaptıkça veya araçlar geliştirdikçe, bu keşifleri vakıf aracılığıyla Novartis'e aktarabiliriz ve Novartis ilgilenmiyorsa bunları ilaç geliştirmek için kullanabilirler, teknolojiyi geliştirip uygulayabilecek girişimleri şirkete dönüştürebiliriz. yüksek bir seviye. Enstitü, yeni araçlar geliştirmeye ve yeni keşifler yapmaya devam etmekte özgürdür. Bunu akademide yapamazsınız. Kaynakları bu şekilde odaklayamazsınız çünkü bu bir demokrasi ve herkesin bir oyu var.

TR: Kaynaklarınızı odakladığınız belirli teknolojilerden bazıları nelerdir?

SCHULTZ: Bir dizi araç geliştiriyor ve bunları moleküler, hücresel ve organizma düzeyinde yeni biyolojinin keşfine uyguluyoruz. Örneğin moleküler düzeyde, döllenme, yaşlanma, öğrenme veya nörodejeneratif hastalık ve kanser sırasında hangi genlerin seçici olarak ifade edildiğini analiz ediyoruz. Aynı zamanda, örneğin kök hücrelerin çeşitli hücre tiplerine farklılaşması ve virüslerin hücrelere girmesi gibi hücresel düzeyde işlevi etkileyen moleküller için yüksek verimli ekranlar kuruyoruz. Ayrıca tüm organizma düzeyinde keşif yapıyoruz. Örneğin, fare genomundaki çok sayıda geni rastgele mutasyona uğratacağımız ve yüksek verimli fenotipik ekranlar gerçekleştireceğimiz bir fare ekranı kuruyoruz. Şişman fareler, ince fareler, akıllı fareler, dilsiz fareler, ağrıya duyarsız fareler ve hatta uzun ömürlü fareler için tarama yapılabilir. Binlerce mutant fareyi ilginç fenotipler için inceleyebilir ve daha sonra ilginç gen mutasyonlarını haritalamak ve klonlamak için bizim ve diğerlerinin geliştirdiği genomik araçları kullanabiliriz.

TR: Birçok alanda öncü çalışmalar yaptınız. Akla gelenlerden birkaçı, yeni materyaller bulmak için katalitik antikorlar ve kombinatoryal kimyadır. Çalışmalarınızda ortak bir tema var mı?

SCHULTZ: Ben bir kimyagerim ve moleküller ve moleküler fonksiyonlarla ilgileniyorum - moleküllerin ne yaptığı ve bunun yapılarıyla nasıl ilişkili olduğu. Kimya, moleküllerin yapılarına odaklanmaktan, moleküllerin işlevlerine odaklanmaya doğru ilerliyor. Ve eğer moleküler fonksiyonla ilgileniyorsanız, doğanın dikkate değer bir dizi fonksiyonel molekül yapma problemini çoktan çözdüğünü anlamalısınız. Örneğin, doğa moleküler tanıma sorununu bağışıklık sistemi ve antikorlar (patojenlere karşı önemli bir savunma hattı) ile çözmüştür. Bir antikor yapmak ve yabancı bir moleküle bağlanma kabiliyeti için bir seferde bir antikoru test etmek yerine, bir seferde milyarlarca yapar ve hepsini test eder. Bu bir kombinatoryal yaklaşımdır. Bu fikri aldık ve onu ilginç yeni katalizörler aramak için kullandık. Hatta bu stratejiyi aldık ve malzeme kitaplıkları oluşturmaya ve yeni optik, manyetik ve elektronik malzemeler aramaya uyguladık. Periyodik tabloda temelde sınırsız bir fırsat olduğunu düşünüyorum. Temel tema, bir seferde binlerce deneyi nasıl yaptığınız ve bir seferde binlerce veriyi nasıl analiz ettiğinizdir.

TR: Bir genom araştırma merkezinin yöneticisi olarak bir kimyager seçmesini ilginç buldum.

SCHULTZ: O garip. Öte yandan, bir organik kimyager/biyolojik kimyagerin de bir malzeme bilimi şirketi [Symyx] kurması garip. Ama şimdi burada olmamın daha az garip olduğunu düşünüyorum. Çünkü genomik, gen dizisi ve tüm bu araçların mümkün kıldığı şey, moleküler düzeyde bir biyoloji anlayışıdır. Ve moleküler düzeyde bir şeyden bahsettiğiniz anda, bu kimyadır. Bir kimyager, tüm bu araçların biyoloji, kimya, fizik, mühendislik ve hesaplama arasında köprü oluşturması anlamında da kötü bir seçim değildir - ve bir kimyager, her şeyden önce bilimsel bir krikodur. Bununla birlikte, geçen yıl boyunca çok fazla hücre biyolojisi öğrenmek için zamanımın çoğunu harcadığım anlamına geliyor - hadi böyle koyalım.

TR: Birkaç çok başarılı başlangıç ​​​​şirketinde yer aldınız. Gelecek planları var mı?

SCHULTZ: Affymax'ta kurucu bilim adamıydım, sonra Symyx'in kurucusu oldum. Şimdi, enstitüden çıkaracağımız üçüncü bir şirket kuruyoruz. Burada geliştirdiğimiz yapısal genomik araçlarından bazıları, başlangıç ​​için temel olacak.

TR: Onun adı ne?

SCHULTZ: Sanırım adı Syrrx olacak. X ile biten şirketlerde iyi şanslar dilerim.

TR: İşlevsel genomiğin aksine yapısal genomik mi?

SCHULTZ: Doğru. Yapısal genomik, genom çapında bir ölçekte proteinlerin üç boyutlu yapılarının belirlenmesini içerir. Enstitüde peşinde olduğumuz fikir, yüksek verimli protein yapısı belirleme ve ardından bu proteinlerin aktivitesini bağlayan ve modüle eden bileşikleri tanımlamak için küçük moleküllerin sanal olarak yerleştirilmesini gerçekleştirmektir. Bir bilgisayara 200.000 veya 400.000 bileşik girebilir ve tüm bu molekül kitaplığını belirli bir protein yapısına karşı gerçekten silico olarak yerleştirebilirseniz, teorik olarak, yeni ilaçlar için potansiyel müşterileri sanal olarak tanımlayabilirsiniz. Enstitüde bu yeni teknolojileri geliştiriyoruz, ancak 100 kişiyi yalnızca yapısal genomiğe adamak için kaynaklarımız yok. Başlangıçla birlikte, teknolojiden gerçekten yararlanmak için gerekli kaynakları bir araya getirebiliriz.

TR: Bundan on yıl sonra ne tür bir araştırmadan söz edeceğiz?

SCHULTZ: 10 yıl sonra, tek tek proteinlerin veya tek tek hücrelerin işlevlerinden değil, ağların işlevlerinden, hücredeki protein koleksiyonlarının ve bağışıklık sistemindeki veya beyindeki hücre koleksiyonlarının birlikte nasıl çalıştığından bahsedeceğiz. Bilgi biliminde olduğu gibi - bireysel bit değil, entegre devre. Biyolojide yollar ve ağlar olacak.

TR: Ve bu artan yollar ve ağlar anlayışı, terapötiklerin geliştirilmesi açısından ne anlama gelecek?

SCHULTZ: Örneğin, biliş için terapötikler istiyorsanız, tek bir proteinin veya tek bir hücrenin işlevini anlamak yeterince iyi olmayabilir, bu hücrelerin birlikte nasıl çalıştığını anlamanız gerekir. Bellek bir nöronla ilişkili değildir. Bir ağ ile ilişkilidir. Yolları ve ağları anlamaya başladığımızda, teorik olarak tüm ağın özelliklerini rasyonel olarak etkileyen aktiviteleri modüle eden terapötikler yapabiliriz.Terapötik ajanların geliştirilmesinde çok daha etkili olmalıyız.

TR: Ve farklı türde işlevler üstlenme yeteneği kazanmak mı?

SCHULTZ: Aynen öyle. Bağışıklık sistemi başka bir örnektir. Astım, iltihaplanma veya organ reddinde tüm farklı hücrelerin birlikte nasıl çalıştığını anlamaya başlarsanız, terapötiklerin geliştirilmesinde çok daha karmaşık hale gelebilirsiniz. Aynı şey kanser içinde geçerli. Bugün kanseri öldürmek için kullandığımız ilaçların çoğu bunu temelde hızla bölünen hücreleri hedef alarak yapıyor. Bu çok sofistike bir yaklaşım değil. Kanser hücrelerinin normal bir hücreden nasıl farklı olduğunu daha iyi anlamaya başladığınızda, daha seçici ilaçlar geliştirebilmelisiniz.

TR: Bu biyo-ağları anlamak için daha gidilecek çok yol olduğunu söylediğinizden anlıyorum.

SCHULTZ: Bu zor bir problem çünkü birlikte nasıl çalıştıklarını anlayabilmek için önce tek tek proteinlerin işlevini anlamanız gerekiyor. Bir arabaya bakar ve nasıl çalıştığını anlamak isterseniz, silindirlere, pistonlara, valflere, bujilere bakarsınız ve bunların her birinin ne işe yaradığını anladıktan sonra hepsinin nasıl çalıştığını görmeye başlayabilirsiniz. bir arada. Burada da aynı şey var. Bir hücredeki tek tek proteinlerin işlevlerine bakmanız gerekir ve sonra bunların birlikte nasıl çalıştıklarını anlamaya başlayabilirsiniz.

TR: Bu noktada, hala oldukça fazla bakıyor…

SCHULTZ: …bujiler. Ve sorun şu ki, parçaların tam listesine bile sahip değiliz. Tek tek ne yaptıklarını anlamaya çalışırken hala tüm parçaların listesini topluyoruz. Bir sonraki seviye, tüm parçaların birlikte nasıl çalıştığını bulmaktır. Hücrenin analojisi budur. Ve sonra tek tek hücreden yola çıkıyorsunuz -beyinde milyarlarca nöron var- tüm bu hücrelerin bir organ oluşturmak için nasıl birlikte çalıştığını anlamak için. Amaç, hayatı moleküler düzeyde anlamaktır. Ve eğer amaç buysa, kimyagerlerin kilit bir rol oynaması gerekecek.


Laboratuvarlarda neden fare kullanırız? - Biyoloji

Hayvan modelleri, bilimsel keşfin ilk günlerinden beri kritik araçlar olmuştur. Bugün, genlerin işlevlerini, farklı hastalıkların etiyolojisini ve mekanizmalarını ve ilaç ve kimyasalların etkinliği ve toksisitelerini anlamamıza katkıda bulunan biyomedikal araştırmalarda vazgeçilmezdirler. Başlıca model organizmaların genomları, model organizmalar ve insanlar arasında yüksek düzeyde genetik korumayı doğrulayarak sıralanmıştır.

Labome, aletler ve reaktifler için literatürü inceler. Labome, yayınlardaki hayvan modellerine genel bir bakış sağlamak için hayvan modellerinden alıntı yapan resmi yayınları araştırdı (Tablo 1). Anket sonuçları, farenin ezici çoğunlukla tercih edilen laboratuvar hayvanı olduğunu ve en yaygın kullanılan fare ve sıçan suşlarının C57BL/6 fareleri, BALB/c fareleri, Sprague-Dawley fareleri ve Wistar fareleri olduğunu göstermektedir. A/J fareleri, CD1 fareleri ve ICR fareleri gibi diğer suşlar da kullanılmıştır. Bu hayvanların çoğu, dört ana sağlayıcı, The Jackson Laboratory, Charles River Laboratories, Taconic Biosciences ve Harlan Laboratories tarafından sağlanmaktadır. Yukarıda bahsedilen hayvan modelleri, immünoloji, onkoloji, fizyoloji, patoloji ve giderek artan bir şekilde sinirbilim araştırmaları için kullanılmaktadır. İlginç fare modellerinden bazıları bu makalenin ilerleyen kısımlarında tartışılacaktır.

hayvan Gerginlik Tedarikçi sayıreferans
fare C57BL/6 Jackson Laboratuvarı 101 [1, 2]
Charles Nehri 30 [3]
Takonik Biyolojik Bilimler 17 [4, 5]
Harlan Laboratuvarları 10
BALB/CJackson Laboratuvarı 15 [6, 7]
Charles Nehri 12 [8]
Takonik Biyolojik Bilimler 5
Harlan Laboratuvarları 3
CD-1 14 [9, 10]
SCID 10 [11, 12]
A/J 4
fare Sprague-Dawley 16 [2, 13]
Wistar 9 [14, 15]
uzun evans 3 [14, 16]

Laboratuvar kemirgenlerinin albinizmi: Laboratuvar kemirgenlerinin çoğu, tüm albino laboratuvar sıçan suşlarında [17] ve en azından bazı albino fare suşlarında [18] tirozinaz genindeki ortak bir mutasyon nedeniyle albinodur. Tirozinaz, melanin pigmentinin üretiminde hız sınırlayıcı enzimdir. Laboratuar kemirgenleri arasında albinizmin yaygınlığının nedeni, bilinen en eski suşların çoğunun albino olması ve ayrıca albinizmin ilk günlerde kolay bir seçim belirteci olmasıdır.

Tip 2018 2015 2010 2000
Fareler, doğal soylar 30192 29504 24403 11739
Fareler, transgenik 13781 15653 14380 5739
Fareler, nakavt 8876 9742 9182 3400
Fareler, doğuştan 18 28 111 44
Fareler, yukarıdakilerin hiçbiri * 33085 34528 30080 16308

Fareler, biyomedikal yayınlarda en sık alıntılanan hayvan modelidir (Tablo 1). Labome tarafından araştırılan yayınların çoğu, çeşitli fare türlerinden (sıçanlar ve bazen tavşanlar, yaban gelinciği, kobaylar ve al yanaklı makak ile birlikte) alıntı yaptı. Tablo 2 ve 3, PUBMED veritabanında belirli tıbbi konu başlıkları (MeSH) veya farelerle ilgili arama parametreleri ile açıklamalı makalelerin sayısını listeler. Fare modelleri üzerinde yürütülen araştırmaların, özellikle toksikolojik çalışmalar için hayvan testlerini hücre kültürü modelleri veya hesaplamalı tahminlerle değiştirmeye yönelik süregelen çabalara rağmen, toplu araştırma çabalarımızın ve bilgimizin önemli bir parçası olmaya devam ettiği açıktır [19].

Fare modellerinin biyomedikal araştırmalardaki yaygınlığı, farelerin nispeten ucuz bakım gerektirdiği, hızlı çoğaldığı ve insanlara yüksek bir genetik benzerliğe sahip olduğu göz önüne alındığında şaşırtıcı değildir. Transgenik yöntemler gibi teknolojiler, belirli genlerin genetiğini ve işlevlerini incelemek için fare modellerinde çok iyi geliştirilmiştir. Hastalık patogenezi çalışmalarını ilerletmek ve çeşitli aday ilaçların etkinliğini ve toksisitelerini değerlendirmek için birçok insan hastalığının fare modelleri de geliştirilmiştir. Bununla birlikte, laboratuvar fareleri genellikle, serbest yaşayan fare popülasyonlarının ve/veya evcil hayvan dükkanı farelerinin patojen açısından zengin ortamlarından farklı olan anormal derecede hijyenik tesislerde yetiştirilir. İkinci fareler, bağışıklık özellikleri açısından insanlara daha çok benzemektedir [20]. Rosshart SP ve arkadaşları, doğal mikrobiyota ve patojenleri koruyan yeni bir C57BL/6 faresi ("yabani") kolonisi üretmek için vahşi farelere C57BL/6 embriyoları implante etti [21]. Buna rağmen, yukarıda açıklanan düşük çeşitlilik ve faydalı özellikler, fare modellerini biyomedikal ilerlemeyi ilerletmek için paha biçilmez bir araç haline getirmiştir.

suşlar 2018 2015 2010 2000
C57BL 19807 18944 14961 5437
BALB/c 8186 7913 7052 4230
ICR 1411 1476 1258 709
NOD 1047 1207 651 247
C3H 258 402 642 862
DBA 280 362 457 496
MİA 156 225 349 566
Tüysüz 93 110 127 87
MRL lpr 60 77 70 115
NZB 17 30 56 55
AKR 8 19 46 79
A 9 25 65 103
CFTR 3 15 21 5
SENCAR 0 1 6 18

Kendilenmiş suşlar, transgenik ve doğuştan gelen arka plana sahip fareler yaygın olarak kullanılan fare modelleridir. Kendilenmiş bir suş, en az 20 nesil kardeş çiftleşmesi (veya eşdeğeri) geçirmiş ve aynı kendilenmiş suştan hayvanları etkin bir şekilde genetik olarak özdeş yapan bir suş olarak tanımlanır. Belirli mutasyonlara sahip transgenik fareler, hedefleme vektörlerinin enjeksiyonu veya CRISPR gibi modern genetik mühendisliği yöntemleriyle üretilmesi nispeten basittir. Bir kez üretildikten sonra, ilgi konusu olan bu mutasyonlar, sıklıkla, kongenik bir soy halinde yetiştirilmelidir. Ağırlıklı olarak kendi içinde yetiştirilmiş bir arka plana belirli bir özelliği veya mutasyonu sokan kongenik suşlar, ilgili mutasyonun, genellikle en az 10 nesil boyunca kendi içinde yetiştirilmiş bir arka plan suşuna tekrarlanan geri çaprazlamaları yoluyla elde edilir.

En çok alıntı yapılan fare türleri C57BL/6, BALB/c, CD-1, SCID ve A/J'dir (Tablo 4). Yalnızca CD-1, soydan geçmiş bir türdür. Aşağıda bu suşların her birini kısaca tartışıyoruz.

Gerginlikana özellikleravantajlarana uygulamalar
C57BL/6 doğuştan, siyah gerilme kararlılığı, kolay üreme için fizyolojik veya patolojik modeller canlıda deneyler, transgenikler ve kongenikler için arka plan suşu
BALB/c doğuştan, albino, bağışıklığı yetersiz kolay üreme, tümör eğilimli hibridom ve monoklonal antikor üretimi, kanser tedavisi ve immünoloji için araştırma modelleri.
CD-1 soy, albino genetik değişkenlik konumsal klonlama, genotipik seçim, toksikoloji testi (şüpheli)
CB17 SCID akraba, albino T ve B hücreleri yok, tümör nakli yeni kanser tedavilerini test etmek için ve insan bağışıklık sistemi dokuları için konakçı olarak bağışıklığı yetersiz hayvan modeli.

"C57 black 6" veya basitçe "Black 6" olarak da adlandırılan veya 'B6' olarak kısaltılan C57BL/6 fareleri, gerilme kararlılığı ve kolay üreme avantajlarına sahiptir. Bu aynı zamanda, insan genomundan kısa bir süre sonra, 2002'de genomu tamamen dizilenen ilk fare türüdür. Eylül 2011'de başlatılan Uluslararası Fare Fenotipleme Konsorsiyumu IMPC [22], nakavt teknolojileri aracılığıyla bu türdeki her fare geninin işlevini kataloglamayı amaçlamaktadır.

C57BL/6 farelerinin kullanımı, üç ana örtüşen yaklaşımdan oluşur. Birincisi, sıklıkla fizyolojik veya patolojik modeller olarak hizmet ederler. canlıda çalışmalar. Örneğin, Strickley JD ve arkadaşları, C57BL/6 ve diğer fareleri kullanarak farelerin kommensal papilloma virüslerine karşı bağışıklığını araştırdı [23]. Szőnyi A ve arkadaşları, çalışmak için vahşi tip ve transgenik C57Bl/6J fareleri (ChAT-iRES-Cre, CRH-iRES-Cre, vGAT-iRES-Cre, vGAT-iRES-Cre::Gt(ROSA26)SorCAG/tdTomato ) kullandı bağlamsal hafıza oluşumunda beyin sapı çekirdeği incertus GABAerjik hücrelerinin rolü [24]. Zott B ve arkadaşları, C57BL/6N vahşi tip farelerde ve Alzheimer hastalığı modellerinde beta-amiloid peptit dimerlerinin glutamat geri alımının baskılanması ve nöronal hiperaktivasyon üzerindeki etkilerini inceledi [25]. Ayrıca, 2015 yılında araştırmacılar, C57BL/6 farelerini kullanarak merkezi sinir sistemi lenfatik damarlarını keşfettiler [26]. İkincisi, genellikle fotoaktive edilebilir yeşil flüoresan proteini (PA-GFP) [27] ile olanlar gibi transgenik fare modelleri oluşturmak için uygulanırlar. Bu tür birçok transgenik hat daha sonra aşağıdakiler için kullanılır: canlıda az önce bahsedilen çalışmalar. Üçüncüsü, C57BL/6 fareleri genellikle hem spontane hem de indüklenmiş mutasyonlara sahip kongeniklerin üretilmesi için bir arka plan suşu olarak kullanılır. Bununla birlikte, C57BL/6NHsd [28] vakasında bildirildiği gibi, spesifik alt hatlar, herhangi bir gen hedefleme çalışmasında komplikasyonlara neden olabilecek genetik varyantları barındırabileceğinden dikkatli olunmalıdır.

Popülerliği nedeniyle, C57BL/6'nın birkaç alt türü oluşturulmuştur. Hangi alt suşla çalıştığınızı bilmek önemlidir, çünkü bunlar arasında önemli genetik ve fenotipik varyasyon vardır [29]. Yaygın C57BL/6 alt türleri arasında C57BL/6J (Jackson Laboratuvarı'nda korunur) ve C57BL/6N (Ulusal Sağlık Enstitüsü'nde kurulur) bulunur. IMPC, C57BL/6N'den [30, 31] embriyonik kök hücreleri seçerken, Fare Genom Dizileme Konsorsiyumu [32] ve Allen Beyin Atlası [33] C57BL/6J kullandı. Alt türlerin fenotipik farklılıkları vardır [34, 35] ve altta yatan bazı genetik varyasyonlar tanımlanmıştır [34, 36]. Örneğin, sitoplazmik FMRP etkileşimli protein 2'de (Cyfip2) serinden fenilalanin'e (S968F) eşanlamlı olmayan bir mutasyon, C57BL/6N alt türünde mevcut ve B57BL/6J alt türünde değil, kokaine düşük akut ve duyarlı yanıttan sorumludur ve alt türde gözlenen metamfetamin [36].

Çoğu C57BL/6 alt suşu, "bu genin eksonlarında proteinin ekspresyonunu tamamen engelleyen doğal bir silme nedeniyle, en önemli mitokondriyal antioksidan enzimlerden biri olan transhidrojenazdan (gen NNT) genetik olarak ablasyona uğrar [34, 37]" ve mutasyon, bozulmuş glukoz klirensinden ve C57BL/6NJ gibi vahşi tip Nnt'li suşlardan biraz daha yüksek dinlenme glukoz düzeylerinden sorumludur [38]. Nnt mutasyonuna sahip C57BL/6J fareleri normal bir ömre sahiptir, diyabetik değildir ve normal diyete bağlı obezite yanıtına sahiptir (Jackson Laboratories'den).

C57BL/6J dişileri (B6) ve C3H/HeJ erkekleri (C3) arasında bir melez olan B6C3 gibi melez fareler popülerlik kazanmaktadır. Melez fareler genetik olarak heterozigottur ve bazı zararlı mutasyonlar için bir arka plan görevi görme eğilimindedir. Holth JK ve arkadaşları, uyku-uyanıklık döngüsü sırasında fare beyni interstisyel sıvı tau seviyesini incelemek için Jackson Laboratory B6C3F1/J farelerini (#100010) ve B6C3 tau P301S farelerini (# 008169) kullandılar [39].

Labome tarafından araştırılan makaleler arasında önemli bir yüzde C57BL/6 fare suşundan bahseder. C57BL/6 suşunun, genomunun sekanslanmış olması nedeniyle, IMPC tarafından ortaklaşa yürütülen gen fonksiyonel analizi çabası ve konektom yapımı gibi diğer sistematik çabalar nedeniyle tercih edilen suş olmaya devam etmesi muhtemeldir [40]. Araştırmada "standart" bir suş kullanmanın avantajı açık olsa da, böyle bir uygulamanın sakıncaları hakkında ilginç konular gündeme gelmiştir, bkz. The Trouble With Black-6.

The Jackson Laboratory'den (C57BL/6J) vahşi tip, kongenik ve transgenik/nakavt C57BL/6 fareleri, örneğin geçici mikrobiyota tükenmesini [41], doğuştan gelen miyeloid hücre hafızasını kendiliğinden olmayan MHC moleküllerine [5] incelemek için kullanılmıştır. , yüksek tuzlu diyetlerin beyin ve demansta tau hiperfosforilasyonu üzerindeki etkisi [42], depolarizasyon yoluyla nöronlarda transkripsiyon faktörlerinin indüklenmesi [43], beyin sapı çekirdeği incertus GABAerjik hücrelerin bağlamsal hafıza oluşumundaki rolü [24], prostatta nörogenez kanser [44], venöz tromboz ve NETosis [45], evlat edinme transferi için alıcı konaklar [46], sinaptotagmin-3'ün endositoz ve sinaptik güçteki rolü [47], Parkinson hastalığında alfa-sinüklein nörodejenerasyonu [48]. Floxed gene sahip farelerle çaprazlandığında, sinir sisteminde genin koşullu inaktivasyonunu sağlamak için Jackson laboratuvarından Nestin-Cre transgenik C57BL/6J fareleri kullanılabilir [49]. C57BL/6 arka planına sahip ROSA26R(EYFP) fareleri, Cre ifadesini belirtmek için yaygın olarak kullanılır [50]. Chopra S ve arkadaşları, sırasıyla lökositlerde veya dendritik hücrelerde koşullu nakavtlar oluşturmak için Vav1 cre ve CD11c cre farelerini diğer flokslanmış farelerle geri çaprazladı [51]. Rosshart SP ve arkadaşları, vahşi farelerden doğan laboratuvar farelerinin mikrobiyota ve bağışıklık tepkilerini incelemek için Jackson Laboratuvarı'ndan SPF C57BL/6 farelerini kullandılar [21].

Charles River Laboratories (aynı zamanda Çin'deki ortak girişimi Vital River), C57BL/6 farelerinin bir diğer önemli tedarikçisidir. C57BL/6J'de olduğu gibi, Charles River C57BL/6 (C57BL/NCrl) fareleri biyolojide çok çeşitli konuları incelemek için kullanılmıştır. Bu, insan ebeveyn-zigotik geçişi sırasındaki histon modifikasyonlarını [52], sinaptotagmin-3'ün endositoz ve sinaptik güçteki rolünü [47] ve iskemi sırasında beyin omurilik sıvısı akışını [3] içermektedir.

Taconic'ten (C57BL/6NTac) elde edilen C57BL/6 fareleri, kendiliğinden olmayan MHC moleküllerine [5] doğuştan gelen miyeloid hücre hafızasını, yabani farelerden doğan laboratuvar farelerinin mikrobiyota ve bağışıklık tepkilerini [21], lizozom fonksiyonu ve makrofaj homeostazını [5] incelemek için kullanıldı. 53], insülin direncinde [54] ve cilt mikrobiyotasında [55] mTORC2 bozulması yoluyla rapamisinin katılımı. Hang S ve diğerleri, Taconic Bioscience'dan [56] parçalı filamentli bakterilerle C57BL/6NTac farelerini inceledi. Ciccone R ve arkadaşları, nöronal hiperaktiviteyi incelemek için bir Alzheimer hastalığı modeli olarak Taconic'ten Tg2576 farelerini ve WT yavrularını kullandı [57].

Harlan Laboratories C57BL/6 fareleri, T hücre farklılaşmasının düzenleyici mekanizmasını incelemek için kullanıldı [58].

Wang L ve arkadaşları, nükleer viral DNA'ya karşı doğuştan gelen bağışıklık tepkisini incelemek için Çin, Şanghay'daki Joint Ventures Sipper BK Experimental Animal'dan C57BL/6 fareleri satın aldı [59]. Persson EK ve arkadaşları, Charcot-Leyden kristallerini araştırmak için Fransa, Saint-Berthevin'deki Janvier Labs'den C57BL/6 farelerini (6 ila 7 haftalık) kullandılar [60]. B de Laval ve arkadaşları, Janvier'den [61] CD45.2 fareleri elde etti. Noda S ve arkadaşları, CLEA Japonya'dan elde edilen C57BL/6JJcl farelerinin kalvaryal kemik boşluklarına insan birincil diş özü kök hücrelerini nakletti [62]. Dominy SS ve arkadaşları, Alzheimer hastalığı beyinlerinde Porphyromonas gingivalis'i incelemek için Envigo'dan spesifik patojen içermeyen (SPF) dişi BALB/c fareleri elde ettiler [63]. Moro A ve arkadaşları, doku sertliği hemostazında mikroRNA'nın rolünü incelemek için Envigo C57BL/6 farelerinden 3D fibrin jel testleri için dermal fibroblastları izole etti [64]. Akademik veya ulusal hayvan tesisleri de tedarikçilerdir. NIA Yaşlı Kemirgen Kolonilerinden her iki cinsiyetten C57BL/6J fareleri, hücresel yaşlanma sırasında L1 retrotranspozonunun katılımını incelemek için kullanıldı [65].

BALB/c, bir albino, bağışıklığı yetersiz, kendi içinde yetiştirilmiş bir fare suşudur. BALB/c fareleri, erkek ve dişiler arasında kolay üreme ve minimum ağırlık farklılıkları özelliklerine sahiptir. BALB/c fareleri genel amaçlı bir hayvan modeli olarak hizmet ederken, bu suş, örneğin anti-nöropilin-1 antikorlarının [7], anti-trptaz antikorlarının [66], hibridom ve monoklonal antikor üretimi için yaygın olarak kullanılmaktadır. ve diğerleri [67] ve özellikle kanser tedavisi ve immünoloji araştırmaları için yararlıdır. BALB/c farelerinde meme tümörü insidansının düşük olması, ancak kanserojenlere karşı çok duyarlı olmaları ve akciğer tümörleri, retiküler neoplazmalar, böbrek tümörleri ve diğer kanserleri geliştirebilmeleri dikkat çekicidir. Ek olarak, mineral yağ enjeksiyonu BALB/c suşunda plazmasitomları kolaylıkla indükleyebilir.

BALB/c fareleri ile yapılan araştırma örnekleri arasında sivrisineklerde antiplazmodiyal bağışıklığın incelenmesi [68], influenza A virüsüne konak yanıtının yeni protein PA-X tarafından modüle edildiğinin gösterilmesi [69] ve antikor CR8020'nin grup 2'ye karşı etkinliğinin incelenmesi yer alır. Charles River'dan BALB/c farelerinde influenza virüsleri [70]. Charles River BALB/c fareleri, sivrisineklerde antiplazmodiyal bağışıklığı incelemek için parazit enfeksiyonu gerçekleştirmek için kullanıldı [68].

BALB/c'nin C57BL/6 ile olduğu gibi yaygın bir uygulaması, çeşitli gen eksikliği/nakavt çalışmaları için arka plan suşu olarak hizmet etmektir.

Yukarıda belirtildiği gibi, BALB/c fareleri onkolojik araştırmalarda önemli roller oynamaktadır. Örneğin Mauffrey P ve arkadaşları, prostat kanserinde nörogenezi incelemek için Charles River laboratuvarlarından Balb/c nu/nu kullandılar [44]. Besse A ve arkadaşları, bireysel proteazom inhibitörleri ile multipl miyelomun tedavisini optimize etmek için Charles River'dan yaş uyumlu dişi Balb/c farelerinde proteazom inhibisyonunu inceledi [71]. Yi W ve arkadaşları, belirli GBM hastalarında FGFR-TACC füzyonunun meydana geldiğini göstermek için Charles River Laboratories atimik çıplak (Nu/Nu) farelerini kullanarak subkutan ksenograftlar gerçekleştirdiler [72] ve Charles River Laboratories'i kullanarak kanser hücresi büyümesinde PFK1 glikosilasyonunun rolünü incelediler. çıplak fareler [73]. Kessler JD ve arkadaşları, Harlan Labs dişi atimik çıplak Foxn1-nu farelerini kullanarak meme kanseri hücre hattı ksenograftları gerçekleştirerek Myc'ye bağlı kanserin tümörijenez için SUMOylation'a ihtiyacı olduğunu gösterdi [74].

Yaygın olarak kullanılan diğer bir fare modeli, albino CD-1 faresidir. Hem C57BL/6 hem de BALB/c fareleri, genetik homojenliği oluşturmak için kendi içinde yetiştirilmiş suşlar olsa da, CD-1 fareleri, en yaygın olarak kullanılan araştırma fareleri arasında, soy dışı bir stok olarak öne çıkıyor (not: kendi içinde yetiştirilmiş fareler, soy olarak adlandırılırken, aşırı yetiştirilmiş fareler, hisse senedi olarak adlandırılır). Bu tür aşırı yetiştirilmiş araştırma hayvan modellerindeki genetik değişkenlik, nicel özellik lokuslarının konumsal klonlanmasında ve belirli özelliklerin fenotipik veya genotipik seçiminde bir avantaj olabilir. Bununla birlikte, toksikoloji (güvenlik ve etkinlik testi), yaşlanma ve onkoloji gibi araştırma alanlarında CD-1 gibi soydan gelen stokların kullanımı eleştirel olarak değerlendirilmiştir ve birçok durumda faydalı olmayabilir [75].Örneğin, Luther A ve arkadaşları, CD-1 farelerinde aday antibiyotiklerin farmakokinetik, toksisite, in vivo etkinlik çalışmalarını yürütmüştür [76].

Charles River Laboratories'den [10, 77] veya Harlan'dan [9] CD-1 fareleri kullanan birkaç yayın. Labonté B ve arkadaşları, CD-1 farelerinde yeni bir lncRAN MAALIN'in dürtüsel ve saldırgan davranışlar üzerindeki düzenleyici rolünü inceledi [77]. Patzke C ve arkadaşları, Charles River Laboratories'den yeni doğan CD1 vahşi tip farelerden birincil hipokampal veya astrosit kültürü elde ettiler [78].

CB17 SCID faresi (SCID, ciddi kombine immün yetmezlik anlamına gelir), spontan SCID mutasyonuna sahip bir albino suşudur. Mutasyon, hem T hem de B hücrelerinin gelişimini ve olgunlaşmasını engeller. Ancak SCID fareleri normal NK hücrelerine, makrofajlara ve granülositlere sahiptir. Normal farelerle aynı görünümü paylaşırlar. SCID mutasyonu nedeniyle, insan tümör transplantasyonunun başarı oranı çok yüksektir (çıplak farelerden bile daha yüksektir), bu da onları örneğin yeni kanser tedavilerini test etmek için değerli bir bağışıklık yetersizliği olan hayvan modeli haline getirir, örneğin [11] ve insan için konakçı olarak. bağışıklık sistemi dokuları.

Eaton JK ve arkadaşları farmakokinetik özellikleri belirledi

GPX4 protein inhibitörü JKE-1674, Janvier Laboratories'den SCID farelerinde [79].

A/J faresi, geç başlangıçlı ilerleyici kas distrofisi ve adrenal kortikal hormon kaynaklı konjenital yarık damak gibi benzersiz özelliklere sahip başka bir yaygın albino modelidir. Ayrıca kanserojenlere yanıt olarak kolayca gelişebilen spontan akciğer adenomlarının insidansı yüksektir.

Labome, hayvan modelleri olarak A/J farelerini kullanan 4 yayın tanımladı (Tablo 1). Takeda K ve arkadaşları, kolestatik karaciğer hastalığında ölüm reseptörü 5 aracılı apoptozun rolüne ilişkin çalışmalarında A/J farelerini kullandılar [80]. A/J fareleri Losick VP ve arkadaşları tarafından bağışıklıkta bir hemidominant Naip5 alelinin rolünü araştırmak için [81], Sanders CJ ve arkadaşları tarafından flagellinin adaptif bağışıklıktaki rolünü göstermek için [82] ve Neunuebel MR ve arkadaşları tarafından kullanılmıştır. Rab1 de-AMPilasyonunun SidD modülasyonunu araştırmak için L. pneumophila enfeksiyon [83].

Aynı zamanda bir albino türü olan ICR fareleri, İsviçre kökenlidir ve verimli bir fare hattı oluşturmak için Dr. Hauschka tarafından seçilmiştir. Bu fazla yetiştirilmiş hayvan, adını ABD'deki Kanser Araştırmaları Enstitüsü'nden almıştır [75, 84]. ICR fareleri, uysal doğa, yüksek üretkenlik, hızlı büyüme oranı ve düşük spontan tümör insidansı ile karakterize edilir [85]. ICR farelerinin ana tedarikçileri Taconic ve Japan SLC'dir. ICR fareleri, özellikle toksikoloji, nörobiyoloji, onkoloji, epidemiyoloji, enfeksiyon, farmakoloji ve ayrıca ürün güvenliği testlerinde kullanılan genel amaçlı bir modeldir. Nagamatsu G ve arkadaşları, primordial foliküllerdeki olgunlaşmamış oositlerin uyku halini araştırmak için ICR farelerinden embriyonik ve yenidoğan yumurtalıklar elde ettiler [86]. Luther A ve arkadaşları, ICR farelerinde aday antibiyotiklerin in vivo tolere edilebilirliğini test etti [76].

Charles River'dan FVB/N fareleri [23, 87], Jackson Laboratory'den PWK/PhJ [52], NMRI çıplak fareler [88] ve Swiss Webster (SW) fareleri [89, 90] gibi diğer fare türleri de kullanılmaktadır. biyomedikal araştırmalarda.

Genetiği tanımlanmış ve genetiği değiştirilmiş fareler (ve sıçanlar), belirli genlerin işlevini araştırmak ve farklı insan hastalıkları için deneysel modeller olarak hizmet etmek için araştırmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Sayısız gen değişikliği, suş seçimi ve potansiyel uygulamalar ile bu tür binlerce suş mevcuttur. Ayrıca yaygın olarak kullanılanlar, floresan raportör fare çizgileri gibi başka gen değişiklikleri olan farelerdir [91, 92].

Çeşitli fare modelleri arasında farklılıklar vardır ve bu varyasyonun farkında olmak önemlidir. Örneğin, fare türleri/stokları arasındaki davranışsal farklılık yaygındır. C57BL/6 ve Swiss Webster fareleri farklı sosyallik seviyelerine sahipti [93] ve ciddi omurilik yaralanmasına farklı tepkiler verdiler [94]. Dizosilpin maleat (MK-801), C57BL/6J, NSA ve ICR farelerinde serebrokortikal nöronal hasar üzerinde farklı etkiler göstermiştir [95]. Bilişsel görevlerde, birbiriyle ilişkili iki albino fare stoğu, ICR ve CD1 arasında önemli performans farklılıkları gözlendi. ICR ciddi bir görme bozukluğundan mustariptir ve bu da bu stoğun iyi bir görsel algı gerektiren Morris su labirentinde kullanılmasını zorlaştırır. CD1 büyük ölçüde görme bozukluğundan muzdarip değildir, ancak ICR suşuna benzer şekilde CD1 fareleri, bağlama bağlı korku koşullandırmanın tüm aşamalarında donma azalması sergiler [96]. Ek olarak, farklı kaynaklardan gelen ICR fareleri, farklı, hatta çelişkili araştırma sonuçlarına yol açabilir [97].

Diğer bir kemirgen olan sıçan (Rattus norvegicus), biyomedikal araştırmalarda kullanılan en çok alıntı yapılan ikinci hayvan modelidir. Farelerle karşılaştırıldığında, sıçanlar daha büyük, genellikle daha agresif ve çeşitli rahatsızlıklara karşı daha dirençlidir. Sprague-Dawley ve Wistar, en sık kullanılan iki sıçan modelidir. En yaygın fare modellerine benzer şekilde, bu iki sıçan suşu albinodur. Öte yandan, her iki sıçan modeli de soy soyları iken en sık kullanılan fareler kendi soy soylarıdır.

Sprague-Dawley sıçanı, uzun ve dar bir kafaya sahip hibrit bir albino türüdür. Yüksek üreme hızına ve düşük spontan tümör insidansına sahiptir. Sakin mizaç ve kolay kullanım, hem bilim adamları hem de hayvan laboratuvarı teknisyenleri için hoş karşılanan özelliklerdir. Labome'nin hayvan modelleri olarak Sprague-Dawley sıçanlarını kullanarak araştırdığı yayınların çoğu, örneğin, Charles River'dandı [98].

Sprague-Dawley sıçanları, nörobiyolojik araştırmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Brigidi GS ve arkadaşları, Charles River'dan P0 Sprague-Dawley sıçanlarından hipokampal nöronal hücreler izole ettiler [43].

Patolojik inceleme, Sprague-Dawley sıçanlarının sıklıkla kullanıldığı bir diğer alandır. Lundby A ve arkadaşları, akciğerlerdeki tirozin fosforilasyonunu incelemek için Charles River'dan Sprague-Dawley sıçanlarına epidermal büyüme faktörü enjekte etti [99].

Wistar sıçanı, diğer bir yaygın hibrit albino model hayvandır. Model bir hayvan olarak hizmet etmek için geliştirilen ilk sıçan stoğu olma onuruna sahiptir. Wistar sıçanlarının alt türleri: Wistar Hannover (Han/Wistart) ve Wistar Unilever (WU) sıçanı, Wistar Kyoto ve Wistar Furth doğal soylardır. Sprague-Dawley sıçanları, Wistar sıçanından elde edildi.

MC Silva ve arkadaşları, Vital River'dan [100] satın alınan Han Wistar erkek sıçanlarında ATP-rekabetçi bir mTOR kinaz inhibitörü AZD2014'ün CNS penetrasyonunu araştırdı. Eaton JK ve arkadaşları, GPX4 inhibitörlerinin farmakokinetik özelliklerini karakterize etmek için Han/Wistar sıçanlarından hepatositleri izole ettiler [79]. Duncan A ve arkadaşları, nikotin bağımlılığını diyabetle ilişkilendirmede habenular TCF7L2'nin rolünü incelemek için Charles River'dan Wistar sıçanları aldı [15].

Clarence Cook Little tarafından kurulan ve diğerlerinin yanı sıra C57BL cinsi fareyi üreten Jackson Laboratuvarı, en çok alıntı yapılan deneysel murin hayvan tedarikçisidir. The Jackson Laboratory'den 11.000'den fazla fare suşu mevcuttur. Ayrıca, entegre bir fare bilgi kaynağına sahiptir. 75 ülkede 1900'den fazla kuruma 3.0 milyon fare dağıttı (Jackson Laboratuvarı web sitesi).

Jackson Laboratuvarı, C57BL, BALB/c fare suşları ve sıçan suşları gibi yaygın fare suşları ve FvB/NJ [101] ve 129 X1/SvJ [70] gibi daha az yaygın suşlar için birincil kaynaktır.

Ek olarak, hAPP-J20 [102], Nlrp3−/− ve Casp1−/− [103], APP/PS1 fareleri [104], NSG fareleri gibi birçok kongenik ve transgenik fare suşu da The Jackson Laboratory'den geldi ( NOD-SCID-IL2R gama zinciri eksikliği [6, 105, 106], Rag1-/- [107], Down sendromu modeli Ts65Dn [108], soy izleme R26YFP [109], Rag2-/- [110], Xpc −/− ve Cd8−/− [23], Rosa26LSL-spCas9-eGFP (026175), ChAT-Cre (006410), ChATDW167 TRAP (030250), BAT-GAL (00531) ve ROSA-tdTom (007914) [15] , NSG-SGM3 fareleri [66], floresan raportör hatları Rosa26 LSL-N1ICD-IRES-nEGFP, Rosa26LSL-ZsGreen (Ai6), Rosa26LSL-tdTomato (Ai9) [91], Ai9 ve Ai96 haberci fare hatları [92], Apoe− /− fareler [111], TLR2−/−, mtCATtg ve Duox2−/− fareler [112], Syt3 ve Syt6 nakavt ve Syt5 ve Syt10 nakavt dörtlü hedefli mutasyon fareleri (stok no. 008413) [47] .

Charles River, 70 yılı aşkın bir süredir araştırma hayvanları sağlıyor. Hem fare hem de sıçan modellerinin yanı sıra diğer memeli modellerinin tedarikçisidir. Rag1−/− [113], FVB [23], C57BL [47, 113], BALB/c [44, 113] ve Swiss-Webster fareleri [90] gibi diğer suşlar gibi yaygın suşlar için önemli bir tedarikçidir, NMRI çıplak fareler [88]. Buna ek olarak, çoğu CD-1 fare ve sıçan stokunu sağladı, örneğin, araştırılan yayınlar arasında zamanlı hamile Sprague Dawley [13], Long Evans [114] ve Wistar [15].

Taconic Biosciences, 60 yıldır genetik olarak tanımlanmış sıçanlar ve fareler sağlıyor. C57BL gibi yaygın suşlara ek olarak Taconic, Tg2576 fareleri [102], LysMgfp/gfp fareleri [115], 129S6.Cg-Tg(APPSWE)2576Kha N20+ fareleri [42], mikropsuz Swiss Webster fareleri [116] ve Uzun Evans sıçanları [16].

Ünlü üreme tesisi, Wisconsin, Madison'daki Sprague-Dawley çiftliği, adaşı sıçan türü olan Sprague Dawley sıçanının başlangıçta yetiştirildiği, şimdi Harlan'ın bir parçası. Harlan, Hsd çıplak fareler [117], Dark Agouti sıçan [118], C57BL fareler [58], FVB fare [119], atimik çıplak Foxn1-nu fare [74] ve SJL/J fareler [120] sağlar.

Diğer tedarikçiler arasında NCI Mouse Repository [121] ve RIKEN BioResource Research Center [3] gibi devlet kurumları, DKFZ hayvan tesisi [88], UC Davis Mutant Mouse Resource & Research Center [113, 122], University of Alabama Birmingham (UAB) hayvan tesisi [123], Frederick Kanser Merkezi / Ulusal Kanser Enstitüsü, NIH [44, 123] ve Animal gibi ticari tedarikçiler

Kaynaklar Merkezi [6], Janvier Laboratuvarları [79] (NOD-SCID [103] ), Envigo [63, 64, 124], Japonya Shimizu Laboratuvar Malzemeleri [16] ve SLC [14, 86]. GenOway (insan VISTA nakavt fareler [113]) gibi şirketler de talep üzerine transgenik hayvanlar üretebilir.

IMSR, Eylül 2019 itibariyle 56.886 suş ve 231.033 EC hücre hattı için bilgi içeren bir düzine uluslararası fare deposunun işbirliğidir. Örneğin, burada fare p53 geni için 130 suş bulunmaktadır. Web sitesi bir NIH hibesi ile desteklenmektedir.


Hayvan biyoteknolojisi

Hayvanlar biyoteknolojide birçok şekilde kullanılmaktadır. Araştırma laboratuvarlarındaki hayvanlar, biyolojiyi daha iyi anlamamıza ve biyolojik test sistemleri olarak hizmet etmemize yardımcı oluyor. Diğer hayvanlar ve hayvansal ürünler, teknisyenlerin kültürde hücre, virüs ve mikrop yetiştirmesine yardımcı olan ürünler sağlayarak araştırmaları desteklemek için kullanılır. Biyoteknoloji uzmanları ayrıca antikor üretmek için hayvanları kullanır. Antikorlar, biyoteknolojide birçok şekilde kullanılan bağışıklık sistemi tarafından yapılan proteinlerdir.

Araştırmada genetiği değiştirilmiş meyve sinekleri, fareler ve sıçanlar da genler ve hastalık arasındaki ilişkiyi anlamamıza yardımcı olmak için kullanılıyor. Zebra balıkları, insan ve hayvan sağlığı ve gelişimi hakkında bilgi sağlayarak tıbbi araştırmalarda özellikle önemlidir. Çeşitli molekülleri tespit etmek için kullandığımız antikorları üretmek için sıklıkla tavşanlar ve fareler kullanılır.

Birçok hayvan da hastalık modelleri olarak hizmet ederek yardımcı olur. Bir hayvan insanlara benzer bir hastalığa yakalanırsa, o hayvanı tedavileri test etmek için kullanabiliriz. Hayvanlar genellikle yeni ilaçların nasıl çalışacağını, insanlar için güvenli ve hastalıkların tedavisinde etkili olup olmayacağını anlamamıza yardımcı olmak için kullanılır.

Tarımda, süt veya et üretmek için en iyi hayvanları belirlemek ve hastalığa en dirençli hayvanları bulmak için genetik testler gibi biyoteknoloji yöntemleri kullanılır. Biyoteknoloji ayrıca süt veya et gibi hayvansal ürünlerin üretimini artırmak için de kullanılmaktadır. et ve süt üretimini geliştirmek için hayvanlarla çalışabilir ve ilaç gibi ürünleri daha uygun maliyetli yollarla üretebiliriz.

Evcil hayvan sahipleri de hayvan biyoteknolojisinden yararlanmaktadır. DNA testi hizmetleri, köpek yetiştiricilerinin, zararlı özellikleri aktarma olasılığı daha düşük olan köpekleri seçmesine yardımcı olur. Köpekleri barınaklardan evlat edinen evcil hayvan sahipleri, köpeklerinin atalarını öğrenmek için DNA testini de kullanabilirler.


Biyoteknolojinin Parlayan Buluşu

Bilim adamları, bazı biyolüminesan denizanalarında bulunan bir geni DNA'larına yerleştirdikleri için bu fareler parlıyor. Bu gen, mavi veya ultraviyole ışıkla çarpıldığında yeşil renkte parlayan bir proteinin reçetesidir. Protein vücutlarında bulunur. Sonuç olarak, derileri, gözleri ve organları ürkütücü bir ışık yayar. Sadece kürkleri parlamaz.

Teru Wakayama Teru Wakayama

Worcester, Massachusetts'teki Advanced Cell Technology'de bu fareler, genetik mühendisliğinin ne kadar güçlü hale geldiğine dikkat çekiyor. Ayrıca yeşil floresan proteinin veya GFP'nin öneminin altını çiziyorlar. Parlayan protein artık bilim adamlarının genleri daha hızlı bulmasına ve incelemesine yardımcı olan, yaygın olarak kullanılan bir biyolojik vurgulayıcıdır. Ama çok azı ne zaman fark etti

Osamu Shimomura Osamu Shimomura

, sonra Princeton'da bir bilim adamı, 40 yıl önce GFP'yi keşfetti.

Osamu Shimomura Osamu Shimomura

ilk olarak 1962'de yeşil floresan proteini (GFP) fark etti. İlk başta, Aequoria Victoria adlı küçük, biyo-ışıldayan bir denizanası hakkında bilimsel bir makalede yalnızca bir dipnottu. O denizanasının parıltısının incelenmesi Shimomura'nın hayatının işi haline geldi.

1967'den başlayarak 20 yıl boyunca Shimomura, Washington eyaletindeki Friday Harbor'a bir yaz hac ziyareti yaptı. Karısı, oğlu ve kızıyla günde 3.000'den fazla denizanası toplayabilir. Birkaç ay içinde, toplam iki buçuk ton ağırlığında 50.000 denizanası ekleyebilir.

Bu devasa denizanası yükünden, çalışma için belki de birkaç yüz miligram parlayan proteini saflaştırmak mümkün olacaktı. Tek bir denizanası, mercek şeklindeki gövdesinin parlaması için çok fazla ışık yayan proteine ​​ihtiyaç duymaz.

Ortalama Aequoria Victoria, üç ila dört inç genişliğindedir ve bir şemsiye şeklindedir, dış kenarında aralıklı olarak 100 adet haşhaş tohumu büyüklüğünde ışık üreten organ bulunur. Her organın içinde iki kimyasal reaksiyon yeşil parıltı üretir.

Aequorin adı verilen bir protein, kalsiyum iyonlarını içeren bir reaksiyon yoluyla ışığı üretir. Ama bu ışık mavi. Yeşil floresan protein bu maviyi emer ve yeşil bir parıltı olarak yeniden yayar. Yıllar boyunca, ilginin çoğunu Aequorin aldı. GFP'nin ilk tanımlanmasından yedi yıl sonra, Harvard araştırmacılarından oluşan bir ekip, daha önce hiç duymamışken onu "keşfetti".

Aequorin, özellikle reaksiyona girdiği kalsiyum iyonlarını kullanan sinirleri incelemek için bir araç olarak yararlı olduğunu kanıtladı. GFP sonunda moleküler biyologların incelemek istedikleri genleri belirlemek için kullanacakları hayati bir araç haline gelecekti. Ama önce GFP proteinini oluşturan genin bulunması gerekiyordu. Bu onlarca yıl alacaktı.

William Ward William Ward

Douglas Prasher Douglas Prasher

1980'lerde bir denizanası avı gezisinde. Rutgers Üniversitesi'nde profesör olan Ward, Aequoria denizanasında bulunan yeşil floresan protein konusunda dünyanın uzmanlarından biri olmak için on yıl harcamıştı. Prasher, GFP'yi yapan geni bulmak istedi.

Woods Hole Oşinografi Enstitüsü'nde araştırmacı olan Prasher, Aequoria'yı zaten iyi biliyordu. Denizanasının diğer parlayan proteini Aequorin'i Georgia Üniversitesi'nde yüksek lisansını yaparken klonladı. Ancak GFP genini klonlamak, finanse etmek ve bitirmek zor olacaktır.

Finansman için araştırma yaptıktan sonra Prasher, Amerikan Kanser Derneği'nden üç yıllık bir hibe aldı. Proteinle eşleşen bir genetik dizilim bulmak için üç yılını harcadı - bugün hızla yapılabilecek bir görev. 1992'de bitirdiğinde, geni bakterilere yerleştirmek için yeterli fonu kalmamıştı - doğru DNA dizisine sahip olduğundan emin olmak için gerekli bir testti.

Martin Chalfie Martin Chalfie

Columbia Üniversitesi'nde ve

San Diego'daki California Üniversitesi'nde, Prasher'ın dizilerini kullanarak proteini diğer organizmalarda denemeye başladı. Chalfie genellikle proteini popüler hale getirmekle tanınır. Prasher, WHOI'de görev almadı ve tamamen farklı bir alana geçti.

Şu anda Wood's Hole, Massachusetts'teki Amerika Birleşik Devletleri Tarım Bakanlığı'nda bir popülasyon genetikçisi.

1990'ların başında, bir Columbia profesörü

Martin Chalfie Martin Chalfie

Başka bir araştırmacı olan Douglas Prasher'ın denizanasında bulunan yeşil floresan protein (GFP) genini bulmaya çalıştığını duydu. Heyecanlanan Chalfie, Prasher'ı aradı ve genin bir kopyasını istedi.

Ancak Prasher, yıllarca süren araştırmaların ardından nihayet geni bulduğunda, Chalfie Utah Üniversitesi'nde tatildeydi. Prasher, "O zamanlar asla telefonda değildi" diyor. "Orada bir kız arkadaşı vardı."

Prasher devam etti ve GFP geninin tanımını yayınladı Chalfie, bir yüksek lisans öğrencisiyle çalışırken bilimsel makaleyi buldu ve iki araştırmacı sonunda temas kurdu. Prasher, Chalfie'ye dizili genin bir kopyasını gönderdi.

Birçoğu, GFP geninin parlayan proteini kendi başına üreteceğinden şüphelendi. Ama Chalfie onu bakterilerin içine koyup üzerlerine mavi bir ışık tuttuğunda parladılar. Chalfie'nin gen hakkındaki 1994 tarihli makalesi, onu genetik bir işaretleyici olarak popüler hale getirdi. Bilim adamları, bir hücrede bulunan bu DNA parçası olsaydı, GFP'yi başka bir genle bağlayabilirdi, parlardı.

Chalfie'nin kız arkadaşına gelince, ünlü bir meyve sineği araştırmacısı olan Tulle Hazelrigg: İkisi evli ve ikisi de Columbia'da profesör. Hazelrigg, GFP araştırmasına kendi büyük katkısını yaptı: GFP'yi diğer proteinlere bağlayan ilk kişilerden biriydi ve bilim adamlarının tek tek proteinlerin bir hücre içinde nereye gittiğini izlemesine izin verdi.

Martin Chalfie'nin yeşil floresan proteini ile parlayan bakteri yaratması, moleküler biyolojinin yeni bir renkle patlamasına neden oldu. Bilim adamları GFP genini diğer genlere bağlayabilirler. Bilim adamları, bir organizmaya bir gen yerleştirip yerleştirmediklerini görmek için karmaşık testler yapmak yerine, mavi bir ışık yakabilir ve parıltıyı izleyebilirdi.

Chalfie'nin bakterilerinin parlamasına şaşıran Rutgers Profesörü Bill Ward, "Bu, bir hata yaptığınızda kelimelerin altını çizen bir yazım denetimine sahip olmak gibi" diyor. Ward, “Geri kalanımız bunun işe yaramayacağını biliyordu” diyor.

Diğer biyolüminesan proteinler, belirli enzimler olmadığı sürece yanmazlar. Ancak GFP, bir molekülün somut bir duvarıdır - bir enzimin bağlanabileceği hiçbir yer kalmayacak şekilde kendi etrafında kıvrılır. GFP araştırmacısı Roger Tsien, "Size beton galoşların verildiği Jersey gangster filmlerinde birinin ayakları gibi" diyor.

Başka bir sürpriz: Birçok gen, işlev görebilmek için diğer genler tarafından yapılan diğer proteinlerle etkileşime girmesi gereken yarı pişmiş proteinler üretir. Ancak bu GFP için doğru değil - hiç yardıma ihtiyacı yok.

Yeşil floresan proteini başlangıçta genlerin mevcut olup olmadığını keşfetmek için kullanıldı. Sonra

Tül Hazelrigg Tül Hazelrigg

, Columbia'da bir profesör, meyve sineklerindeki genleri, ürettikleri proteinlerin GFP'ye yapıştırılmış olması için modifiye etti. Sonuç, köpeğinizin kafasına bir el feneri bağlamak gibidir.Zifiri karanlıkta bile nerede olduğunu görebilirsiniz.

Bir bilim adamı, bu tür füzyon proteinlerini kullanarak, bir proteinin bir hücrede veya bir hayvanın vücudunda tam olarak nerede hareket ettiğini takip edebilir. Bu vakada Hazelrigg, sperm ve yumurta üretiminde yer alan bir protein üzerinde çalışıyordu. Bu erkek larvadaki parlak noktalar sineğin testisleridir. Larvaların geri kalanı, bağırsaklarındaki biyolüminesans nedeniyle yeşildir, GFP çoğunlukla üreme organlarında ifade edilir.

GFP genini içeren transgenik hayvanlar yaratmak giderek daha önemli hale geldi. Örneğin farelerde GFP, yetişkin kök hücre araştırmalarını mümkün kılmıştır. Bir fareden alınan ve diğerine yerleştirilen kök hücreler, yeşil parıltılarıyla tanımlanabilir.

Yeşil floresan proteini hücrelere sokmak isteyen bilim adamları artık yeşil ile sınırlı değil. Protein şimdi sarı ve mavi çeşitlerde geliyor. Genel olarak, laboratuarda görülen GFP, denizanasında bulunanla aynı şey değildir.

, San Diego'daki California Üniversitesi'nde bir profesör, çeşitli renkler üretmek için GFP genini mutasyona uğrattı ve başka bir şekilde değiştirdi. Ayrıca daha parlak hale getirmeyi başardı. Aequoria denizanasında bulunan GFP, ışığının bir kısmını morötesi ışıkla çarptığında, bir kısmı da çeşitli mavi tonlarıyla çarpıldığında üretir. Tsien'in protein versiyonu, tek bir renk çarptığında tüm ışığını üretir.

GFP değerli bir araçtır ve Tsien'in kurcalaması onu daha değerli kılmıştır. Tüm GFP çalışmalarını çevreleyen fikri mülkiyet suları çamurlu, ancak Tsien'in patentleri, Aurora Biosciences adlı bir biyoteknolojinin temellerinden biri olarak hizmet edecek kadar güçlüydü. Aurora yakın zamanda Vertex Pharmaceuticals tarafından yaklaşık 600 milyon dolarlık hisse senedi karşılığında satın alındı.


Biyoloji Laboratuvarı Sınavı 1

Genel form: Bağımsız değişken X ise ve X'in değişken olduğu bir deney yaparsak (detayları açıklayın), bağımlı değişkenlerin aşağıdaki şekilde etkileneceğini gözlemleyeceğiz (hangi şekilde olduğunu belirtin)

- Tahminler, deneysel sonuçları değerlendirirken faydalıdır

- Tahminler genellikle "if/then" ifadeleri olarak ifade edilir.

- önceki deneyle aynı istenen etki
-güven sağlar
- birden çok kez tekrarlanabilir

Bağımsız: Araştırmacı tarafından kasıtlı olarak değiştirilen değişkendir. Bilim adamlarının bağımlı değişkeni etkileyeceğini düşündüğü bağımsız bir değişken seçilir.

çoğaltma: deneyin gerçekleştirilme sayısı

Örnek boyut: grubun büyüklüğü veya değerlendirilmekte olan bütünün parçası. Not: örnek boyutu tedavi düzeyine göredir ve farklı tedavi düzeyleri için örnek boyutlarının eşit olması gerekmez

(Not: Üzerinde ölçüm yapılan birim numunedir)?

parametreler hakkında çıkarımlar yapmak için istatistikleri kullanırız

tüm popülasyondan sonuçlar çıkarmak için popülasyonun bir alt kümesini kullanırız

- daha fazla veri = daha fazla örnek boyutu = daha doğru

- bilimi yedekleyin
1. veri ve
2. istatistiksel analiz

3. hipotez
- alternatif
- Boş

4. Değişkenleri Belirleyin
- Bağımsız
- Bağımlı
- Standartlaştırılmış

5. Tasarım Deneyi
- Tedavi düzeyi/seviyeleri
- Kontrol Tedavisi
- Çoğaltmalar
- Aynı Boyut (Tedavi seviyesi başına)

8. Veri Analizi/ İstatistik

Sorulan soru: Ormanda daha fazla meşe palamudu ve fare varsa, Lyme Hastalığı taşıyan kenelerin yoğunluğu daha mı yüksek olacak?

Hipotez: Lyme Hastalığı taşıyan kenelerin sayısı yüksek olduğunda meşe palamudu ormandaki yoğunluk yüksekti

Tahmin: Ormandaki meşe palamudu yoğunluğu fazla ise lyme hastalığı taşıyan kene sayısı da yüksek olacaktır.

Değişkenler:
IV: # ormandaki meşe palamudu
DV: Lyme Hastalığı olan kenelerin sayısı
Standartlaştırılmış: parsellerden çıkarılan fareler

Prosedürün Bileşenleri
Tedavi Düzeyleri: 6
Kontrol Tedavisi: 3 parsel

Çoğaltmalar: Aynı alanda birbirinden bağımsız 3 kez

3. bir hipotez oluşturun yanlışlanabilir
**önemli: hipotezinizi çürütmeye hazır olun

4. test hipotezi = deney

2. Gruplar oluşturmak için rastgele atama kullanın
katılımcıların bireysel özelliklerinden kaynaklanan olası etkileri kontrol eder.

3. 2+ gruba tek bir şekilde farklı davranın
Bağımsız değişken (IV) = neden (manipüle edilmiş)

4. Diğer her şeyi aynı tutun
deneyci, deneydeki tüm gruplar veya koşullar arasında sabit tutulduklarından emin olarak üçüncü değişkenlerin olası etkisini kontrol eder.

2. Hipotezler yanlışlanabilir:
hipotez, verilerin sizi doğru veya yanlış kanıtlayabilmesi için kurulur.

Şu şekli alır:
• bir fark var
• farkı belirtirsiniz (daha iyi/daha kötü, daha fazla/daha az)

SD: örnekteki dağılım ölçüsü ve bunun gerçek popülasyon standart sapmasını temsil ettiğini umuyoruz

SD bize verilerimizin ortalamanın etrafında ne kadar geniş bir alana dağıldığını söyler. Başka bir deyişle, verilerimizin ne kadar değişken olduğu, veri noktalarının ne kadar geniş çapta dağılmış veya kümelenmiş olduğu konusunda belirgindir. Standart sapma ne kadar büyükse, verilerimiz o kadar değişken ve dağınıktır.

- verilerin dağıtım merkezi etrafındaki yayılmasını gösterir

SD'yi hesaplamak için:
x çubuğu ortalama
xi= veri kümenizdeki her sayı

yani (1-3)² + (2-3)² vb.
o zaman her şeyin toplamını al

-ölçü herhangi bir NOIR değişkeninde olabilir

- X ekseninde ölçüm aralığı verilirken, gözlem sıklığı Y ekseninde sayısal olarak verilir

- histogram - sürekli veriler için
- sütun grafiği - ayrık veriler için

türleri:
unimodal = eğer gözlemler bir ölçüme odaklanıyorsa (bir kambur ve bir mod)

bimodal = iki tümsek ve (iki mod)

normal= gözlemler modun her iki tarafında eşit sıklıkta azalır

farkın sadece şansa bağlı olmadığından emin olmak için

numunenizin değişmediğinden ve numunenin verileri gerçekten temsil ettiğinden emin olun

iki popülasyonu matematiksel olarak karşılaştırmak için istatistiksel analize güveniyoruz

- ökaryotik flagella ile aynı temel iç protein yapısı

- seçici geçirgen zarlara sahiptir, böylece belirli çözünen maddeler zarı kendi başlarına kolayca geçebilirken diğerleri geçemez
Bu ikinci çözünenlerin hareketi, hücrenin çözünenleri aşağı veya gradyanlarına karşı hareket ettirmesine izin veren lipid çift katmanlı membrandaki özel proteinlerin varlığına bağlıdır.

Hücreler içeride dışarıya göre daha yüksek bir K+ konsantrasyonu sağlar, ancak içeride dışarıya göre daha düşük bir Na+ konsantrasyonu sağlar.

- bu katyonlar hücredeki çeşitli işlevler için önemlidir

Paramecium neden önemlidir? dünya genelinde, insan faaliyetleri birçok türü olumsuz yönde etkiliyor. Paramecium gibi tek hücreli organizmalar bile bu tür insan aktivitelerinden zarar görebilir.
yani tarım alanlarından gelen sular böcek ilacı, madencilik yan ürünleri, asit yağmuru taşıyabilir

-YAPAMAZ ses seviyesini mikrop aralığının dışına ayarlayın (örneğin bir P10, 10ul'dan daha yükseğe ayarlanmamalıdır)
- Mikrop için ses seviyesini ayarlayabilirsiniz. Mikrop kilidini açarak ve pistonun altındaki tekerleği çevirerek veya pistonun kendisini çevirerek ve ardından hacim ayarlandıktan sonra mikropipetörü kilitleyerek

*Ulaşmak için mikropiter aralığının dışına çıkmadığınızdan emin olun

Kullanmak:
-mikrop üzerine uygun bir uç koyun
2. Ucu solüsyona koymadan ÖNCE, kısmi bir vakum oluşturmak için pistonu ilk durağa kadar aşağı itin
3. Pistonu ilk durakta aşağıda tutarken, ucu solüsyona koyun
4. Uç çözelti yüzeyinin altındayken, pistonu yavaşça serbest bırakın. Bu, suyu uca emecek
5. Ucu solüsyondan çıkarın. Ucunda çözüm olmalı


İçindekiler

Fareler, William Harvey'in üreme ve kan dolaşımı üzerine yaptığı çalışmalarda ve Robert Hooke'un hava basıncındaki artışın biyolojik sonuçlarını araştırmak için kullandığı 17. yüzyıldan (30 Mayıs 1678'den itibaren) biyomedikal araştırmalarda kullanılmıştır. [2] 18. yüzyılda Joseph Priestley ve Antoine Lavoisier solunumu incelemek için fareler kullandılar. 19. yüzyılda Gregor Mendel, kalıtımla ilgili ilk araştırmalarını fare kürkünün rengi üzerinde yaptı, ancak amiri tarafından hücresinde üremeyi durdurması istendi "ayrıca çiftleşen ve seks yapan kokulu yaratıklar". [2] Daha sonra araştırmalarını bezelyeye çevirdi, ancak gözlemleri biraz belirsiz bir botanik dergisinde yayınlandığından, 20. yüzyılın başlarında yeniden keşfedilene kadar 35 yıldan fazla bir süre neredeyse görmezden gelindi. 1902'de Lucien Cuénot, Mendel'in kalıtım yasalarının hayvanlar için de geçerli olduğunu gösteren fareler kullanarak yaptığı deneylerin sonuçlarını yayınladı - bu sonuçlar kısa sürede doğrulandı ve diğer türlere yayıldı. [2]

20. yüzyılın başlarında, Harvard mezunu Clarence Cook Little, William Ernest Castle'ın laboratuvarında fare genetiği üzerine çalışmalar yürütüyordu. Little ve Castle, kemirgen hobileri ve egzotik evcil hayvan bakıcılarına pazarladığı süslü fare ve sıçan yetiştiricisi Abbie Lathrop ile yakın işbirliği yaptı ve daha sonra bilimsel araştırmacılara çok sayıda satmaya başladı. [3] Birlikte DBA (Dilute, Brown ve Agouti olmayan) kendilenmiş fare suşu oluşturdular ve kendilenmiş suşların sistematik üretimini başlattılar. [4] Fare o zamandan beri model organizma olarak yaygın olarak kullanılmaktadır ve 20. ve 21. Yüzyılların birçok önemli biyolojik keşfiyle ilişkilendirilmiştir. [2]

Maine, Bar Harbor'daki Jackson Laboratuvarı, yılda yaklaşık 3 milyon fareyle şu anda dünyanın en büyük laboratuvar faresi tedarikçilerinden biridir. [5] Laboratuvar aynı zamanda 8.000'den fazla genetik olarak tanımlanmış fare suşu için dünyanın kaynağıdır ve Mouse Genome Informatics veritabanına ev sahipliği yapar. [6]

Üreme başlangıcı hem dişilerde hem de erkeklerde yaklaşık 50 günlükken meydana gelir, ancak dişilerde ilk kızgınlık 25-40 günde olabilir. Fareler poliöstürlüdür ve yıl boyunca yumurtlama kendiliğinden gerçekleşir. Kızgınlık döngüsünün süresi 4-5 gündür ve akşamları meydana gelen yaklaşık 12 saat sürer. Vajinal yaymalar, kızgınlık döngüsünün aşamasını belirlemek için zamanlı eşleşmelerde yararlıdır. Çiftleşme, çiftleşmeden 24 saat sonrasına kadar vajinada bir çiftleşme tıkacının varlığı ile teyit edilebilir. Vajinal yaymada sperm bulunması da çiftleşmenin güvenilir bir göstergesidir. [7]

Ortalama gebelik süresi 20 gündür. Doğurgan bir doğum sonrası östrus, doğumdan 14-24 saat sonra meydana gelir ve aynı anda laktasyon ve gebelik, gecikmiş implantasyon nedeniyle gebeliği 3-10 gün uzatır. Optimum üretim sırasında ortalama altlık boyutu 10-12'dir, ancak gerilime oldukça bağlıdır. Genel bir kural olarak, kendi içinde yetiştirilmiş fareler, daha fazla yetiştirilmiş ve melez farelere göre daha uzun gebelik sürelerine ve daha küçük yavrulara sahip olma eğilimindedir. Yavrulara yavru denir ve doğumda 0,5–1,5 g (0,018–0,053 oz) ağırlığındadır, tüysüzdür ve kapalı göz kapakları ve kulakları vardır. Yavrular, yaklaşık 10–12 g (0.35–0.42 oz) ağırlığında olduklarında 3 haftalıkken sütten kesilir. Dişi doğum sonrası kızgınlık sırasında çiftleşmezse, sütten kesmeden 2-5 gün sonra bisiklete binmeye devam eder. [7]

Yeni doğan erkekler, erkekte daha büyük anogenital mesafe ve daha büyük genital papillaya dikkat çekerek yeni doğan kadınlardan ayırt edilir. Bu, en iyi, yavruların kuyruklarını kaldırarak ve perineyi karşılaştırarak gerçekleştirilir. [7]

Fareler (bir atadan ve onun soyundan gelenlerden oluşan bir grup) Euarchontoglires soyunun memelileridir; bu, onların lagomorflar, ağaç sivri fareleri ve uçan lemurlarla birlikte insanların en yakın primat olmayan akrabaları arasında oldukları anlamına gelir.

Laboratuar fareleri, ev faresi ile aynı türdür, ancak davranış ve fizyolojide genellikle çok farklıdırlar. Yüzlerce yerleşik akraba, soy ve transgenik suş vardır. A Gerginlik, kemirgenlerle ilgili olarak, tüm üyelerin mümkün olduğunca genetik olarak aynı olduğu bir gruptur. Laboratuar farelerinde bu, akrabalı yetiştirme yoluyla gerçekleştirilir. Bu tür bir popülasyona sahip olarak, genlerin rolleri üzerinde deneyler yapmak veya genetik varyasyonu bir faktör olarak dışlayan deneyler yapmak mümkündür. Buna karşılık, aynı genotiplerin gereksiz olduğu veya genetik varyasyona sahip bir popülasyonun gerekli olduğu durumlarda outbred popülasyonlar kullanılır ve genellikle olarak adlandırılır. hisse senetleri ziyade suşlar. [8] [9] 400'ün üzerinde standartlaştırılmış, kendi içinde türetilmiş suşlar geliştirilmiştir. [ kaynak belirtilmeli ]

Çoğu laboratuvar faresi, farklı alt türlerin melezleridir, en yaygın olarak Mus musculus domesticus ve mus musculus musculus. Laboratuvar fareleri, agouti, siyah ve albino dahil olmak üzere çeşitli kaplama renklerine sahip olabilir. Çoğu (hepsi değil) laboratuvar suşu kendi içinde yetiştirilmiştir. Farklı suşlar, örneğin C57BL/6 ve BALB/c gibi belirli harf-rakam kombinasyonlarıyla tanımlanır. Bu tür ilk türler, fareyi bir laboratuvar organizması olarak tanıtmada etkili olan Clarence Cook Little tarafından 1909'da üretildi. [10] 2011'de ABD'de tedarik edilen laboratuvar kemirgenlerinin tahmini %83'ü C57BL/6 laboratuvar fareleriydi. [11]

Genom Düzenleme

Laboratuar fare genomunun dizilenmesi, 2002'nin sonlarında C57BL/6 suşu kullanılarak tamamlandı. Bu, insanlardan sonra dizilenen ikinci memeli genomuydu. [11] Haploid genom yaklaşık üç milyar baz çifti uzunluğundadır (19 otozomal kromozom üzerinde dağıtılan 3.000 Mb artı 1 sırasıyla 2 cinsiyet kromozomu), dolayısıyla insan genomunun boyutuna eşittir. Fare genomunda bulunan genlerin sayısını tahmin etmek zordur, çünkü kısmen bir genin tanımı hala tartışılmakta ve genişletilmektedir. Laboratuvar faresindeki birincil kodlayan genlerin mevcut sayısı 23,139'dur. [12] insanlarda tahminen 20.774 ile karşılaştırıldığında. [12]

Mutant ve transgenik suşlar

Farelerin çeşitli mutant suşları, bir dizi yöntemle yaratılmıştır. Mevcut birçok suştan küçük bir seçim şunları içerir:

  • Sıradan üreme ve akrabalı yetiştirme sonucu elde edilen fareler:
      olağandışı rejeneratif kapasitelere sahip diyabetes mellitus tip 1 (MRL) fareleri geliştiren [13]
  • İç kulakları çıplak farelerini olumsuz etkileyen bir mutasyon nedeniyle dairesel bir düzende yürüyen, saçı ve timusu olmayan vals fareleri: bu fareler T lenfositleri üretmezler, bu nedenle hücresel bağışıklık tepkileri oluşturmazlar. İmmünoloji ve transplantasyon araştırmalarında kullanılırlar. (SCID) fareleri, neredeyse tamamen kusurlu bir bağışıklık sistemine sahip, büyük çöp boyutları ve büyük oosit pronükleileri, genetik araştırmalarda kullanımı hızlandırıyor
    • Anormal derecede büyük fareler, fare büyüme hormonu geni eklenmiş, aktifleştirilmiş onkogene sahip, böylece gelişmiş NMDA reseptör fonksiyonu ile kanser insidansını önemli ölçüde artıracak, bu da gelişmiş hafıza ve öğrenme ile sonuçlanacak.
    • Karboksipeptidaz E eksikliği nedeniyle obeziteye yatkın şişman fareler
    • Güçlü kaslı fareler, "güçlü fareler" olarak adlandırılan, engelli bir miyostatin geni ile.

    1998'den beri yetişkin hayvanlardan elde edilen hücrelerden fare klonlamak mümkün olmuştur.

    Laboratuar fareleri, ev farelerinin birçok fiziksel ve davranışsal özelliklerini korumuştur, ancak birçok nesiller boyunca yapay seçilim nedeniyle, bu özelliklerden bazıları artık belirgin şekilde değişmektedir. Laboratuar farelerinin çok sayıda suşu nedeniyle, hepsinin görünümünü ve davranışını kapsamlı bir şekilde tanımlamak pratik değildir, ancak bunlar aşağıda en yaygın kullanılan suşlardan ikisi için açıklanmıştır.

    C57BL/6 Düzenle

    C57BL/6 fareleri, koyu kahverengi, neredeyse siyah bir kaplamaya sahiptir. BALB/c gibi daha uysal laboratuvar türlerinden daha gürültü ve kokulara karşı daha hassastırlar ve ısırma olasılıkları daha yüksektir. [14]

    Grupta barındırılan C57BL/6 fareleri (ve diğer suşlar), bir kafesteki baskın farenin, alt kafes arkadaşlarından seçici olarak tüyleri aldığı berberlik davranışı sergiler. [15] Yoğun olarak berberlenmiş farelerin vücutlarında, genellikle kafa, burun ve omuz çevresinde büyük kel yamalar olabilir, ancak berberlik vücudun herhangi bir yerinde görünebilir. Hem saç hem de vibrissae alınabilir. Berberlik dişi farelerde daha sık görülür, erkek farelerin dövüş yoluyla baskınlık gösterme olasılığı daha yüksektir. [16]

    C57BL/6, bazı araştırma çalışmaları için yararlı, ancak diğerleri için uygun olmayan bazı olağandışı özelliklere sahiptir: Ağrıya ve soğuğa alışılmadık şekilde duyarlıdır ve bu türde analjezik ilaçlar daha az etkilidir. [17] Çoğu laboratuvar fare türünün aksine, C57BL/6 alkollü içecekleri gönüllü olarak içer. Morfin bağımlılığı, ateroskleroz ve yaşa bağlı işitme kaybına ortalamadan daha duyarlıdır. [11] Doğrudan BALB/c fareleriyle karşılaştırıldığında, C57BL/6 fareleri hem sosyal ödüllere [18] [19] hem de empatiye güçlü bir yanıt verir. [20]

    BALB/c Düzenle

    BALB/c, bir dizi ortak alt türün türetildiği laboratuvarda yetiştirilmiş bir albino suşudur. 1920'den beri yetiştirilen 200'den fazla nesille, BALB/c fareleri dünya çapında dağılmıştır ve hayvan deneylerinde kullanılan en yaygın olarak kullanılan doğal soylar arasındadır. [21]

    BALB/c, yüksek düzeyde kaygı sergilemesi ve diyete bağlı ateroskleroza nispeten dirençli olmasıyla dikkat çekiyor ve bu da onları kardiyovasküler araştırmalar için faydalı bir model yapıyor. [22] [23]

    Erkek BALB/c fareleri saldırgandır ve birlikte barındırılırlarsa diğer erkeklerle savaşırlar. Ancak BALB/Lac alt türü çok daha uysaldır. [24] Çoğu BALB/c fare alt türü, uzun bir üreme ömrüne sahiptir. [21]

    Farklı BALB/c alt türleri arasında not edilmiş farklılıklar vardır, ancak bunların genetik kontaminasyondan ziyade mutasyona bağlı olduğu düşünülür. [25] BALB/cWt, neslin %3'ünün gerçek hermafroditizm göstermesi bakımından olağandışıdır. [26]

    İşleme Düzenle

    Geleneksel olarak, laboratuvar fareleri kuyruk tabanından alınır. Bununla birlikte, son araştırmalar, bu tür ele almanın kaygıyı ve itici davranışı artırdığını göstermiştir. [27] Bunun yerine, fareleri bir tünel kullanarak veya avuç içleri kullanarak ele almak savunulmaktadır. Davranış testlerinde, kuyruğu elle tutulan fareler, kolayca keşfeden ve test uyaranlarına güçlü tepkiler gösteren tünelle tutulan farelerin aksine, test uyaranlarını keşfetme ve araştırma konusunda daha az isteklilik gösterirler. [28]

    Beslenme Düzenle

    Doğada, fareler genellikle otçuldur ve çok çeşitli meyve veya tahıl tüketir. [29] Bununla birlikte, laboratuvar çalışmalarında genellikle biyolojik varyasyondan kaçınmak ve bunu başarmak için laboratuvar fareleri neredeyse her zaman yalnızca ticari peletlenmiş fare yemi ile beslenir. Gıda alımı günlük vücut ağırlığının 100 gramı (3,5 oz) başına yaklaşık 15 gramdır (0,53 oz) Su alımı günlük vücut ağırlığının 100 gramı için yaklaşık 15 ml'dir (0,53 imp fl oz 0,51 US fl oz). [7]

    Enjeksiyon prosedürleri Düzenle

    Laboratuar farelerinde enjeksiyon uygulama yolları esas olarak subkutan, intraperitoneal ve intravenözdür. Küçük kas kütlesi nedeniyle kas içi uygulama önerilmez. [30] İntraserebral uygulama da mümkündür.Aşağıdaki tabloda gösterildiği gibi, her rotanın önerilen bir enjeksiyon bölgesi, yaklaşık iğne ölçüsü ve bir bölgede tek seferde önerilen maksimum enjekte edilen hacmi vardır:

    Güzergah Önerilen site [30] İğne mastarı [30] Maksimum hacim [31]
    deri altı sırt, kürek kemiği arasında 25-26 ga 2-3 ml
    intraperitoneal sol alt kadran 25-27 ga 2-3 ml
    damardan yan kuyruk damarı 27-28 gün 0,2 ml
    kas içi arka bacak, kaudal uyluk 26-27 gün 0,05 ml
    intraserebral kafatası 27 ga

    Kuyruğa intravenöz enjeksiyonu kolaylaştırmak için, laboratuvar fareleri damarları vazodilatasyon için ısı lambaları altında dikkatlice ısıtılabilir. [30]

    Anestezi Düzenle

    Ev faresi için genel anestezi için yaygın bir rejim, intraperitoneal yoldan enjekte edilen ketamin (vücut ağırlığının kg'ı başına 100 mg dozunda) artı ksilazindir (kg başına 5-10 mg dozunda). [32] Yaklaşık 30 dakika etki süresi vardır. [32]

    Ötenazi Düzenle

    Laboratuvar farelerinin ötenazisi için onaylanmış prosedürler, sıkıştırılmış CO2 içerir.
    2 gaz, enjekte edilebilir barbitürat anestezikler, Halotan gibi solunabilir anestezikler ve servikal dislokasyon ve dekapitasyon gibi fiziksel yöntemler. [33] 2013 yılında, Amerikan Veteriner Hekimler Birliği CO için yeni kılavuzlar yayınladı.
    2 indüksiyon, ötenazi laboratuvar fareleri için %10 ila %30 hacim/dakikalık bir akış hızının optimal olduğunu belirtir. [34]

    Yakın tarihli bir çalışma, araştırılan ABD ve Japon enstitülerinin yarısından fazlasında tutulan laboratuvar farelerinde bir murin astrovirüsü tespit etti. [35] Murin astrovirüsü, NSG, NOD-SCID, NSG-3GS, C57BL6- dahil olmak üzere dokuz fare suşunda bulundu.Timp-3 −/− , uPA-NOG, B6J, ICR, Bash2 ve BALB/C, çeşitli yaygınlık dereceleriyle. Murin astrovirüsünün patojenitesi bilinmiyordu.

    Birleşik Krallık Düzenle

    Birleşik Krallık'ta, diğer tüm omurgalılarda ve bazı omurgasızlarda olduğu gibi, "acı, ıstırap, sıkıntı veya kalıcı zarara" neden olabilecek herhangi bir bilimsel prosedür, 1986 tarihli Hayvanlar (Bilimsel Prosedürler) Yasası uyarınca İçişleri Bakanlığı tarafından düzenlenir. dünyanın en kapsamlı ve titizlerinden biri olarak kabul edilir. [36] Laboratuar farelerinin (ve diğer türlerin) Birleşik Krallık'taki araştırmalarda kullanımına ilişkin ayrıntılı veriler her yıl yayınlanmaktadır. [37] Birleşik Krallık'ta 2013 yılında, bilimsel prosedür kuruluşlarında fareler üzerinde Kanun kapsamında lisanslanmış toplam 3.077.115 düzenlenmiş prosedür vardı. [38]

    Amerika Birleşik Devletleri Düzenle

    ABD'de laboratuvar fareleri, USDA APHIS tarafından uygulanan Hayvan Refahı Yasası kapsamında düzenlenmemiştir. Bununla birlikte, Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından yönetilen Halk Sağlığı Hizmetleri Yasası (PHS), bunların bakımı ve kullanımı için bir standart sunmaktadır. Bir araştırma projesinin federal fon alması için PHS ile uyumluluk gereklidir. PHS politikası, Laboratuar Hayvanları Refahı Ofisi tarafından yönetilir. Pek çok akademik araştırma enstitüsü gönüllü olarak akreditasyon ister ve bu genellikle içinde bulunan bakım standartlarını koruyan Laboratuar Hayvanları Bakımının Değerlendirilmesi ve Akreditasyonu Derneği aracılığıyla yapılır. Laboratuvar Hayvanlarının Bakım ve Kullanım Kılavuzu ve PHS politikası. Ancak bu akreditasyon, fiili uyumun aksine federal finansman için bir ön koşul değildir. [39]

    Fareler, biyomedikal araştırmalarda açık ara en yaygın kullanılan hayvanlar olsa da, son çalışmalar sınırlamalarını vurgulamıştır. [40] Örneğin, sepsis, [41] [42] yanıklar, [42] iltihaplanma, [42] felç, [43] [44] ALS, [45] [46] [47] için kemirgenlerin kullanımı Alzheimer hastalığı, [48] diyabet, [49] [50] kanser, [51] [52] [53] [54] [55] multipl skleroz, [56] Parkinson hastalığı, [56] ve diğer hastalıklara çağrıldı. birçok araştırmacının sorusu. Fareler üzerinde yapılan deneylerle ilgili olarak, bazı araştırmacılar, bu hayvanların çalışmalarda kullanılmasıyla meşgul olmanın bir sonucu olarak "yanlış ipuçlarıyla yıllarca ve milyarlarca doların boşa harcandığından" şikayet ettiler. [40]

    Fareler, çeşitli bağışıklık özelliklerinde insanlardan farklıdır: fareler, kanda daha düşük bir toplam nötrofil fraksiyonuna, daha düşük bir nötrofil enzimatik kapasiteye, daha düşük bir tamamlayıcı sistem aktivitesine ve farklı bir pentraksin grubuna sahip insanlardan daha bazı toksinlere karşı daha dirençlidir. inflamatuar süreç ve IL-8, IL-37, TLR10, ICAM-3, vb. gibi bağışıklık sisteminin önemli bileşenleri için genlerden yoksundur. [41] Spesifik patojen içermeyen (SPF) koşullarda yetiştirilen laboratuvar fareleri genellikle hafıza T hücrelerinin eksikliği ile oldukça olgunlaşmamış bağışıklık sistemi. Bu fareler, bağışıklık sistemini ve patolojik durumların gelişimini doğrudan etkileyen sınırlı mikrobiyota çeşitliliğine sahip olabilir. Ayrıca, kalıcı virüs enfeksiyonları (örneğin, herpes virüsleri) insanlarda aktive olur, ancak septik komplikasyonları olan SPF farelerinde değil ve bakteriyel koenfeksiyonlara karşı direnci değiştirebilir. "Kirli" fareler muhtemelen insan patolojilerini taklit etmek için daha uygundur. Ayrıca, insan popülasyonu heterojen iken, çalışmaların ezici çoğunluğunda kendilenmiş fare suşları kullanılır ve bu durum, türler arası hibrit, fazla yetiştirilmiş ve doğrusal olmayan farelerde yapılan çalışmaların önemine işaret eder. [41]

    içinde bir makale Bilim insanı "İnsan hastalıkları için hayvan modellerinin kullanılmasıyla ilgili zorluklar, insanlar ve diğer canlılar arasındaki metabolik, anatomik ve hücresel farklılıklardan kaynaklanmaktadır, ancak problemler bundan daha da derine inmektedir", buna testlerin tasarımı ve uygulanmasıyla ilgili sorunlar da dahildir. [44] Buna ek olarak, laboratuvar hayvanlarının kafeslenmesi onları insan sağlığı açısından alakasız modeller haline getirebilir, çünkü bu hayvanlar günlük deneyim, eylemlilik ve üstesinden gelebilecekleri zorluklardan yoksundur. [57] Küçük fare kafesleri içindeki yoksul ortamlar, özellikle zihinsel sağlık ve sağlıklı psikolojik durumlara bağlı sistemlerle ilgili çalışmalarla ilgili olarak, biyomedikal sonuçlar üzerinde zararlı etkilere sahip olabilir. [58]

    Örneğin, araştırmacılar, laboratuvarlardaki birçok farenin, fizyolojilerini ve ilaç metabolizmalarını değiştiren aşırı gıda ve minimum egzersiz nedeniyle obez olduğunu bulmuşlardır. [59] Fareler de dahil olmak üzere birçok laboratuvar hayvanı kronik olarak stres altındadır ve bu da araştırma sonuçlarını ve bulguları insanlara doğru bir şekilde tahmin etme yeteneğini olumsuz etkileyebilir. [60] [61] Araştırmacılar ayrıca fareleri içeren birçok çalışmanın kötü tasarlandığını ve bunun da şüpheli bulgulara yol açtığını belirtmişlerdir. [44] [46] [47]

    Bazı araştırmalar, hayvan testlerinde yetersiz yayınlanmış verilerin, deneylerin nasıl yapıldığına ilişkin eksik ayrıntıların yayınlanmış makalelerden çıkarıldığı veya yanlılığa neden olabilecek test farklılıklarıyla tekrarlanamaz araştırmalarla sonuçlanabileceğini öne sürüyor. Gizli önyargı örnekleri arasında, McGill Üniversitesi'nden, kadınlardan ziyade erkekler tarafından ele alınan farelerin daha yüksek stres seviyeleri gösterdiğini öne süren bir 2014 araştırması yer alıyor. [62] [5] [63] [64] 2016'da yapılan bir başka çalışma, farelerdeki bağırsak mikrobiyomlarının bilimsel araştırmalar üzerinde bir etkisi olabileceğini öne sürdü. [65]

    Geni değiştirilmiş fareler için dünya çapındaki pazarın, 2022 yılına kadar yılda yüzde 7,5 oranında büyüyerek 1,59 milyar dolara ulaşacağı tahmin ediliyor. [66]


    Biyomedikal araştırmalarda temel biyoloji neden bu kadar önemlidir?

    Uçsuz bucaksız deneysel tasarımla ilgili en yürek burkan hikayelerden biri, daha çok Lou Gehrig hastalığı olarak bilinen amyotrofik lateral skleroz (ALS) ile ilgilidir. Bu ölümcül dejeneratif hastalık için bir tedavi arayışı, o kadar kötü tasarlanmış çalışmalarla dolu ki, teşhisleriyle birlikte esasen ölüm cezasına çarptırılan insanlar için yanlış bir umuttan başka bir şey teklif etmediler. Tom Murphy onlardan biriydi.

    Bir zamanlar heybetli bir figür olan Murphy, kolejde futbol ve ragbi oynamıştı. 1.80 boyundaki gövdesi ve namlulu göğsü ona sağlam bir duruş kazandırdı. Ama onun el sıkışması, beklediğiniz gibi ezici bir tutuş değildi. İlk tanıştığımızda, hafif bir sıkışma oldu. Bir yıl sonra tekrar buluştuğumuzda hiç tokalaşmadık. Murphy, eskiden etkileyici olan gücünü ALS nedeniyle kaybetmişti.

    Dünyanın dört bir yanındaki insanlar, 2014 Buz Kovası Mücadelesi sırasında bu ölümcül hastalıkla savaşmak için 100 milyon dolardan fazla bağışta bulundular, ancak çoğu insan için bunun gerçek hayattaki sonuçları bir soyutlamadır: sinirlerin yozlaşmasıyla ilgili bir şey. Elli altı yaşında üç çocuk babası Murphy için ALS, sinirlerinin artık diyaframını ciğerlerine hava çekmek için yönlendiremediği güne doğru çok somut ve yavaş bir yürüyüştü. (Fizikçi Stephen Hawking, teşhise rağmen yıllarca hayatta kalmayı başaran nadir istisnadır.)

    Murphy, dikkat çekici bir şekilde, hikayesini anlatırken bu olaylardan rahatsız olmadı. 2010 kışında bazı olağandışı kas seğirmelerini ilk fark ettiğinde de kaybolmaya razı olmadı. Doktoruna gitti ve kısa bir muayeneden sonra onu bir nöroloğa gönderdi. Murphy, nihayet teşhis koymadan önce üç farklı nörolog gördü.

    "Adam, 'Size söylediğim için üzgünüm ama iki ila dört yılınız var' dediğinde. Eşyalarını topla,' diye düşündüm, 'Gerçekten mi?' Gerçek bir eğriydi. Bunu bir milyon yıl düşünsem asla düşünmezdim.” Muhtemel olana hazırlanmak için Murphy ve eşi Keri, aile evini sattı ve Murphy'nin merdivenlerle uğraşmak zorunda kalmadan gezinebileceği Gainesville, Virginia'da modern bir çiftlik tarzı ev satın aldı. Bacaklarındaki kas tonusu azaldığında, sonunda tekerlekler üzerinde dolaşmaya başlayacaktı. Murphy'nin artık kendi başına oynayamayacağı sporları izlediği açık ve havadar oturma odasını dev bir televizyon süslüyordu.

    Richard Harris'ten Rigor Mortis şimdi mevcut. Temel Kitaplar

    Ancak Murphy'nin doktorları da en azından bir parça umut sundu. "Bana söyledikleri ilk şey, bir uyuşturucu denememiz olduğuydu, buna katılmak ister miydin? Ve tabii ki kulağa oldukça iyi geldiğini düşündüm,” dedi Murphy. ALS'li kişiler birkaç yıl içinde güçlerinin azaldığını fark eder ve potansiyel ilaçların denemeleri yalnızca makul derecede güçlü hastalar için mevcuttur. Bu yüzden çoğu deneysel bir tedavide sadece bir atış yapar. Mayıs 2011'de dekspramiksol (veya kısaca "dex") adlı bir ilacın testine karar verdi ve multi-milyon dolarlık bir çalışmaya katılan yaklaşık dokuz yüz hastadan biri oldu. Ancak ilaç şirketi toplanan verileri analiz ettiğinde, haberler hayal kırıklığı yarattı. Dex, bu hasta grubunda semptomların ilerlemesini yavaşlatmıyordu. Duruşma bir fiyaskoydu.

    Murphy felsefiydi. Hastalığın karşı konulması zor bir hastalık olduğuna şüphe yok. Bilim adamlarının ALS için denediği hemen hemen her şey başarısız oldu (çok marjinal faydası olan bir ilaç dışında). Bu nedenle, alandaki tüm bilim adamları, başarısızlık olasılığının yüksek olduğunu bilerek gittiler, ancak Cambridge, Massachusetts'teki ALS Terapi Geliştirme Enstitüsü (ALS TDI) adlı kar amacı gütmeyen bir araştırma merkezi bu soruyu araştırmaya başlayana kadar tam olarak nedenini bilmiyorlardı. Oradaki araştırmacılar, neler öğrenebileceklerini görmek için orijinal çalışmalara bakmaya karar verdiler. Bu ilaçları test etmek için yapılan orijinal hayvan çalışmalarının derinden kusurlu olduğunu keşfettiler. Hepsi çok az fare kullandı ve sonuç olarak hepsi sahte sonuçlar verdi. Bazı deneyler, bir test grubunda dört fare kadar az kullanıldı. O zamanlar enstitü başkanı olan Sean Scott, bu sefer daha uygun şekilde ele alınan yeterli sayıda fareyi içeren geçerli bir deneysel tasarımla bu testleri yeniden yapmaya karar verdi. Bu ilaçların hiçbirinin farelerde umut vaat etmediğini keşfetti. Bir değil. 2008'deki çalışması alanı şok etti ama aynı zamanda ileriye doğru bir yol açtı. ALS TDI çabalarını bu temel biyolojiyi doğru yapmaya adayacaktır.

    Scott, 2009'da otuz dokuz yaşında ALS'den öldü - hastalık ailesinden geçiyor. Halefi Steve Perrin, enstitünün bilim adamları Tom Murphy gibi insanlara yardım etmek için her şeyi araştırırken, titiz hayvan çalışmaları konusunda ısrar ederek Scott'ın yapacağı gibi devam etti. Ve her deneyde yeterli sayıda fareyle başlamanın temel adımını - ve bariz olması gerekeni - atmıyorlar. Erkek ve dişi fareler hastalığı biraz farklı oranlarda geliştirirler, bu nedenle bilim adamları deneylerinde cinsiyetleri dengelemeye dikkat etmezlerse sahte sonuçlar alabilirler. Diğer bir problem ise, bu genetiği değiştirilmiş farelerdeki ALS özelliğinin bir nesilden diğerine değişebilmesidir. ALS TDI'daki bilim adamları, hepsinin aynı olduğundan emin olmak için bir deneyde kullandıkları her bir hayvanın genetiğine bakarlar. Perrin, "Bu değişkenler inanılmaz derecede önemli" dedi. Diğer bilim adamları genellikle bu tuzakları gözden kaçırmışlardı.

    Sağlam sonuçlar elde etmek için Perrin'in grubu otuz iki hayvan kullanıyor ve onları tedavi edilmemiş otuz iki fareden oluşan bir grupla karşılaştırıyor. Akademik laboratuvarlar, kısmen çok paraya mal oldukları için deneylerinde çok sayıda fare kullanmazlar. Perrin, bu testlerin her birinin 112 bin dolara mal olduğunu ve bir sonuç almanın dokuz ay sürdüğünü söyledi. Bir ilacın üç dozunu test ediyorsanız, her biri kendi testini gerektirir. Perrin'in enstitüsü, burada kestirme yolların anlamsız ve savurgan deneylere yol açabileceğini açıkça göstermiştir. Öyle olsa bile, “akademik topluluktan böyle bir deney yapmayı göze alamayacağımız konusunda hala bazı tepkiler alıyoruz” dedi. O kadar pahalı ki deneyleri kötü yapmayı seçiyorlar.

    Bu başarısızlık için bilim adamlarını tamamen suçlamak adil değil. Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) bu araştırmanın çoğu için para ödedi ve finansman o kadar zayıftı ki bilim adamları çalışmalarını yapmak için ihtiyaç duydukları kadarını alamadıklarını söylediler. Bu yüzden zor seçimler yaptılar. Sonuç olarak, NIH dahil olmak üzere, fon sağlayıcılar, ilk önce bilimsel temellerin sağlam olduğundan emin olmadan, bu ilaçları kullanan insan denemelerine on milyonlarca dolar harcadılar. ALS hastaları lityum, kreatin, talidomid, selekoksib, seftriakson, sodyum fenilbütirat ve antibiyotik minosiklin'i test etmek için gönüllü oldu. NIH tarafından finanse edilen, yalnızca sonuncuyu içeren bir klinik araştırma, 20 milyon dolara mal oldu. Sonuçlar: başarısız, başarısız, başarısız, başarısız, başarısız, başarısız, başarısız. Bilim yöneticileri, akademik bilim adamlarının hepsinin ayak işlerini dikkatli bir şekilde yaptıklarını varsaymışlardı. Onlar yoktu.

    Richard Harris'in yazdığı RIGOR MORTIS: How Sloppy Science Creates Worthless Cures, Creads Hope ve Wastes Billions'dan alıntıdır. 2017. Hachette Book Group, Inc.'in bir yan kuruluşu olan PBG Publishing, LLC'nin bir bölümü olan Perseus Books'un bir baskısı olan Basic Books'tan edinilebilir.


    Laboratuvar Faresinin Tarihi Bilimsel Zaferler ve Etik İkilemlerle Dolu

    20 yıldan fazla bir süre önce, iki Harvard Üniversitesi tıp araştırmacısı Joseph ve Charles Vacanti, bir laboratuvar faresinin arkasında insan kulağı şeklinde bir kıkırdak parçasını başarıyla geliştiren bir ekibe liderlik etti. Deney, bir inekten alınan kıkırdak hücreleriyle dolu kulak şeklinde bir kalıp kullandı. “ear” ilk olarak bir kuluçka makinesine yerleştirildi ve büyümeye başladığında, çıplak bir farenin vücuduna nakledildi (bozulmuş veya eksik bir timus organına neden olan genetik mutasyona sahip bir laboratuvar faresi türü). hayvanların bağışıklık sistemi ve yabancı dokuları reddetme yeteneği).

    “Earmouse” veya Vacanti faresi, hayvan olarak bilinir, insan kulağının boyutuna ve şekline benzeyene kadar doku parçasını sırtından çıkarmaya devam etti. Ekip araştırmalarını yayınladı. Plastik ve Rekonstrüktif Cerrahi Deney, daha sonra insan hastalara nakledilmek üzere büyüyen dokuların canlılığını test etmek için tasarlandı. Ve daha geçen yıl, Çin'de dış kulağın düzgün büyümesini engelleyen mikrotia adı verilen genetik bir kusurdan mustarip insan çocukları, kulak faresinde “ear” büyütmeye benzer bir süreçle kendi hücreleriyle büyütülen yeni kulaklar aldılar.

    Sırtında büyüyen insan kulağı şeklinde bir kıkırdak parçası olan Vacanti faresi. (Abbie EC Lathrop, hayvanların genetik araştırma potansiyelini fark etti. Deneylerde sıçanların ilk kullanımı, 1850'lere kadar uzanan kayıtlarla daha da erken başladı. Bilim adamları, deneklerini, “rat fanciers” olarak bilinen profesyonel yetiştiricilerden satın aldılar. benzersiz kürkleri ve kişilikleri için evcil hayvan olarak yaratıklar.On yıllardır, laboratuvar fareleri ve fareler, kanser ilaçları ve HIV antiretrovirallerinden yıllık grip aşısına kadar büyük bilimsel ve tıbbi ilerlemeler sağlamak için kullanıldı.

    Laboratuar fareleri, en sık türler arasında Mus musculus, veya ev faresi, genetik çalışmalar için kolayca manipüle edilebilen genomlara sahip biyomedikal İsviçre ordusu bıçaklarıdır. Bununla birlikte, insan vücudunun fizyolojisi daha yakından taklit edilir. Rattus norvegicusveya Norveç faresi, ve onun çeşitli suşları. Sıçanlar ayrıca kolayca eğitilebilir ve özellikle sinir ağlarının bizimkine çok benzediği düşünüldüğünde, psikolojik deneyler için mükemmel şekilde uygundur. (Örneğin, 1950'lerde ve 60'larda, merakın biyolojik temellerini inceleyen araştırmacılar, başka herhangi bir uyaran veya görevden yoksun olan laboratuvar farelerinin bir labirentin bilinmeyen kısımlarını keşfetmeyi tercih ettiğini kaydetti.)

    Sıçanlar ayrıca farelerden çok daha büyüktür ve daha kalın kuyruklara ve daha keskin burunlara sahiptir. Ancak onları hem şehrin belası hem de deyim yerindeyse mükemmel bilimsel kobaylar yapan şey, fareler ve sıçanlar tarafından paylaşılan özelliklerdir.

    Oxford Üniversitesi'nden bir zoolog olan Manuel Berdoy, "Hızlı ürerler, sosyaldirler, uyarlanabilirler ve omnivorlardır, bu nedenle hemen hemen her şeyi yerler" diyor. Ek olarak, kemirgenlerin küçücük boyutu, laboratuvarlarda nispeten kolay depolamaya izin verir ve insanlarla ortak evrimsel kökleri, türün genomlarının ezici bir şekilde örtüştüğü anlamına gelir.

    Sonuç olarak, kemirgenler laboratuvarlarımızın neredeyse tamamını ele geçirmiş ve tüm laboratuvar hayvanlarının yaklaşık yüzde 95'ini oluşturmuştur. Son kırk yılda, fareler ve sıçanlar kullanılarak yapılan çalışmaların sayısı dört katından fazla artarken, köpekler, kediler ve tavşanlar hakkında yayınlanan makalelerin sayısı oldukça sabit kaldı. 2009 yılına gelindiğinde, tek başına fareler, zebra balığı, meyve sinekleri ve yuvarlak solucanların toplamından üç kat daha fazla araştırma makalesinden sorumluydu.

    Kemirgenlerle yapılan çalışmalar, nöroloji ve psikolojiden ilaçlara ve hastalığa kadar her şeyi ele alır. Araştırmacılar, hareketlerini kontrol etmek için farelerin beyinlerine elektronik cihazlar yerleştirdiler, fareler üzerinde kokainin bağımlılık yapan özelliklerini defalarca test ettiler, olumsuz bir uyarıcı olarak kemirgenlere elektrik şoku verdiler, insan beyinlerini farelerin kafataslarına yerleştirdiler ve fareleri ve sıçanları sonsuz test labirentlerinde koşturarak gönderdiler. . NASA, mikro yerçekimi deneyleri için Uluslararası Uzay İstasyonunda laboratuvar fareleri bile bulunduruyor.

    Laboratuar fareleri ve sıçanlarının insanların başarmasına yardım ettiği her şeye rağmen, hayvanların günlük deneyimleri büyük ölçüde halkın gözünden uzak gerçekleşir.Ancak laboratuvar kemirgenlerinin yaşamı, bilimsel keşif sürecindeki rollerini anlamak ve geliştirmek için anahtar olabilir.

    Bilim adamları, deneylerin yapıldığı yere bağlı olarak kurallar değişse de, laboratuvar hayvanlarıyla çalışmasına izin verilmeden önce hayvan muamelesi ve etik eğitimini tamamlamalıdır. Kanadalı ve Avrupalı ​​bilim adamları ulusal bir yönetim organı tarafından denetlenirken, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki kurallar, Ulusal Sağlık Enstitüsü'nün genel rehberliği ile kuruma göre değişir. (Araştırma için kullanılan hayvanların çoğunu koruyan ABD Hayvan Refahı Yasası, fareleri ve sıçanları hariç tutar.)

    Çoğu üniversite, stres ve acıyı en iyi şekilde azaltacak şekilde hayvanlarla nasıl başa çıkılacağı konusunda bir eğitim kursu sunar. En iyi uygulamalar, kemirgenler ve ihtiyaçları hakkında değişen bir anlayışı yansıtmak için yıllar içinde güncellendi. 2010 yılında yayınlanan bir çalışmanın ardından Doğa Laboratuar farelerini kuyruklarından tutmanın, hayvanları bir tünelden geçirmekten veya onları avuç içleri ile kaldırmaktan daha fazla endişeye neden olduğunu gösterdi, dünyanın dört bir yanındaki laboratuarlar daha önce yaygın olan tekniği terk etti.

    Kemirgenlerle deney yapmak isteyen bilim adamlarının, çalışmanın neden hayvan denekler gerektirdiğini açıklayan ayrıntılı bir başvuru formu doldurmaları gerekmektedir. Başvurular, üç olarak bilinen bir çerçeveye göre değerlendirilir. R&8217'ler: kullanılan hayvan sayısını azaltmak, mümkün olduğunda hayvanların kullanımını değiştirmek ve hayvan refahını iyileştirmek için deneyleri iyileştirmek.

    Berdoy, "Sıçan veya fare bacaklarda bir test tüpü değildir" diyor. Örneğin kemirgenler için barınma koşulları, varlık nedeni laboratuvar hayvan refahı savunucuları için. Laboratuar farelerinin çoğu, birkaç gıcırtılı arkadaşıyla birlikte ayakkabı kutusu büyüklüğünde kafeslerde (sıçanlar için alan yaklaşık iki katına çıkar) tutulur. Kemirgenlere sahip olmak hayvanların sosyal ihtiyaçlarını karşılasa da, çoğu laboratuvar barınağı, denekleri meşgul edecek herhangi bir çevresel zenginleştirme nesnesinden yoksundur. Hapishanelerinin boyutu, aynı zamanda, oyuk açma, tırmanma ve hatta dik durma gibi doğal davranışlardan kısıtlanmaları anlamına gelir.

    Laboratuar fareleri ve sıçanları, bu noktada, vahşi meslektaşlarından genetik olarak farklı olsalar da, aynı içgüdülerin çoğunu korurlar. Bu ihtiyaçların bastırılması hayvanlar üzerinde aşırı strese neden olabilir ve bilimsel bulguları tehlikeye atabilir. Berdoy'un filmi, Laboratuvar Faresi: Bir Doğal Tarih, vahşi doğada serbest bırakılan laboratuvar farelerinin vahşi atalarına benzer şekilde nasıl davrandığını ve etkileşime girdiğini ayrıntılarıyla anlatıyor. Bilim adamlarının, en iyi sonuçları elde etmek için deneyler tasarlarken farelerin doğasını göz önünde bulundurmaları gerektiğine inanıyor. “Deney yapacaksanız,” diyor Berdoy, “biyolojiye karşı değil, ona göre hareket etmelisiniz.”

    Belirli bir görev (farklı titreşimlerin ayrımı) sırasında in vivo nöronal aktiviteyi kaydetmek için kullanılan beyin implantı olan bir laboratuvar faresi. Bilim adamı, sıçan elma suyunu bir pipetle besler. (Aralıklı açlık diyetlerinin etkileri üzerine bir araştırma, National Institute of Aging'de sinirbilim laboratuvarı başkanı Mark Mattson, diyet rejiminden türetilen laboratuvar farelerinin 'metabolik açıdan hastalıklı' pozitif nörolojik etkilerinin, sağlıklı, aktif insanlar.Sonuçlar, bağışıklık sistemlerinin farklı virüsler veya bakterilerle tehdit edilmediği bir “baloncuk çocuk tipi senaryoda, yalnızca “couch patates” yaratıkları için geçerliydi. , “keşfettiğiniz şey sağlıklı bir hayvanı yansıtmayabilir.”

    Başka bir deyişle, statik, homojen, korunaklı hayvanların kullanımı, laboratuvar kemirgenlerinin nihai amacına ulaşmanın her zaman en iyi yolu olmayabilir: insan vücudunu ve zihnini daha iyi anlamak ve bazı durumlarda iyileştirmek.

    Genel olarak, bir deneyin kemirgenlerden insanlara geçiş süreci gelişigüzel değildir. Kağıt yığınlarının yanı sıra, yeni ilaçların insan denemelerine geçmeden önce fare veya sıçan gibi küçük bir hayvan ve daha sonra büyük bir hayvan, genellikle bir domuz, köpek veya primat üzerinde iki farklı hayvan üzerinde test edilmesi gerekiyor. Amerika Farmasötik Araştırma ve Üreticilerine göre, hayvanlar üzerinde test edilen her 250 bileşikten sadece biri insan denemelerine geçiyor. Onaylananlar için tüm süreç genellikle 10 ila 15 yıl sürer.

    İnsanlar üzerinde denenmeye giden uzun yoldan sonra bile, fareler ve sıçanlar üzerinde çalışan birçok ilaç ve prosedür insanlar üzerinde işe yaramıyor. Kemirgenlerin "kanepe patates" yaşam tarzları sonuçları etkileyebilir veya belki de sıçan, fare ve insan genomları arasındaki küçük farklılıklar ilaçlara farklı tepkiler verebilir. Alzheimer araştırmalarında, örneğin fare ve sıçanlara, hastalığı doğal olarak geliştirmedikleri için yapay olarak hastalığa benzeyen bir durum verilir.

    Bir ilaç işe yaramadığında, sonuçlar genellikle hayal kırıklığı yaratır ve maliyetli olur, ancak bazen hatalar trajik olabilir. 1950'li ve 60'lı yıllarda sabah bulantılarını tedavi etmek için kullanılan bir ilaç olan talidomid, sıçanlarda başarılı ve zararsız bir şekilde test edilmesine rağmen insan bebeklerinde deformitelere neden oldu. İlaç, sıçanlarda çok daha hızlı parçalanır ve embriyoları, daha kötü yan etkilerine karşı daha fazla antioksidan savunmaya sahiptir. Bununla birlikte, çoğu durumda, başarısız bir ilacın nedenleri gizemli kalır.

    “Bu, tıbbi araştırmaların kalbindeki sorulardan biridir. Michigan Üniversitesi'nde patoloji profesörü olan Richard Miller, buna kimsenin iyi bir yanıtı yok ve bunun iyi bir yanıtı olmayabilir' diyor. “İnsanların iyimser olduğuna dair yeterince başarı hikayesi var ama hayvanlarda işe yarayacak her şey insanlarda işe yaramıyor.”

    Bir deneyin başarıyla bitip bitmeyeceği belirsiz olabilir, ancak her zaman garanti edilen bir şey vardır: laboratuvar kemirgenlerinin ölümü. Vücut sayımı kaçınılmazdır, tahminen 100 milyon laboratuvar faresi ve sıçan veya daha fazlası her yıl ABD laboratuvarlarında bilim uğruna öldürülmektedir. Cesetlerin bir kısmı yaratıcı bir şekilde sığınaklardaki kuşlar için atıştırmalık olarak yeniden tasarlanırken, çoğu dondurulur ve biyolojik atıkların geri kalanıyla birlikte yakılır.

    Yaşlanma çalışmalarında kullanılan sıçanlar ve fareler genellikle doğal hayatlarını yaşarlar, ancak çoğu laboratuvar kemirgeni bir çalışmanın sonunda sonlandırılır. Bazıları öldürücü enjeksiyonla öldürülür veya acı ve ıstırabı azaltmak için katı kurallarla başları kesilir, ancak çoğu zaman karbon dioksitli kafeslerde boğulurlar.

    Bir süredir CO2 bu laboratuvar hayvanları için en etik yaşam sonu uygulaması olarak kabul edildi, ancak British Columbia Üniversitesi'nde yardımcı profesör ve Hayvan Refahı Enstitüsü Laboratuvar Hayvanları Danışmanı Joanna Makowska daha iyi bir yol olduğuna inanıyor. Karbondioksit zehirlenmesinin, su altında nefesinizi tuttuğunuzda havanın bitme hissini taklit ettiğini ve bunun aşırı korku ve endişeye neden olduğunu söylüyor. Bu iyi bir ölüm değil. Anestezi daha insancıl ama insanlar bunu gerçekten yapmıyor çünkü karbondioksit daha pratik ve daha ucuz.

    Genel olarak Makowska, araştırmacıların üç ilkenin “azaltma” ilkesini karşılamak için daha fazla çaba sarf etmesi gerektiğine inanıyor. R&8217'ler. “Bu gerçekten ilk olmalı r,” diyor. Harvard'da bilim adamları, hayvan denekleri kullanmadan ilaçları incelemek ve hastalıkları modellemek için bir çip üzerinde bir organ yaptılar. Araştırmacılar, dokuların belirli bileşiklere nasıl tepki vereceğini doğru bir şekilde tahmin edebilen binlerce hayvan denemesine dayanan bilgisayar algoritmaları bile geliştirdiler.

    Ancak bu laboratuvar kemirgenlerinin azaltılmasına dayalı gelişmeler henüz başlamadı ve hayvanları kullanan çalışmaların sayısı artmaya devam ediyor. Ve hayvan hakları grupları diğer tüylü dostlarımıza yapılan muameleyi cehenneme çevirecek olsa da, laboratuar fare hakları mücadelesi henüz bir sıçrama yapmadı.

    Makowska, “sanırım onları ne kadar sevdiğimize bağlı,” diyor. İnsanlar, insan olmayan primatlara çok daha fazla yatırım yapıyor. Köpekler ve kediler söz konusu olduğunda, bu hayvanlarla ilişkilerimiz var. Acı çektiklerini kabul etme olasılığımız çok daha yüksek.

    Ne de olsa, bir fare veya sıçan laboratuvardan şehrin sokaklarına kaçarsa, herhangi birinin onu cezasız bırakabileceği bir haşere olarak kabul edilir.


    Fare Çalışmalarında Cinsiyet Farklılıkları Ne Kadar Önemlidir?

    Joshua A. Krisch
    23 Şubat 2017

    WIKIMEDIA, TIIA MONTO Kathleen Gardiner Down sendromlu dişi farelerle ilk karşılaştığında, kemirgenlerin beyinlerinin beklenmedik anormallikler gösterdiğini görünce şaşırdı. Aurora'daki Colorado Üniversitesi Tıp Fakültesi'nden bir sinirbilimci olan Gardiner, trizomik erkek farelerin tipik olarak hipokampuslarında protein seviyelerinin bozulduğunu biliyordu. Ancak bu trizomik dişi fareler, beyinciklerinde en ciddi değişiklikleri gösterdi.

    Gardiner, &ldquoHemen, bir beyin bölgesi cinsiyet farkı var&rdquo dedi. &ldquoBunun [Down sendromu] ile ilişkili öğrenme, bellek veya davranışsal anormalliklerde cinsiyet farklılıklarına yol açabileceği gerçeğini düşünmek çok ilginçtir.&rdquo

    &ldquoBeyindeki Cinsiyet Farklılıkları&rdquo'na bakın

    Gardiner, fare cinsiyetleri arasındaki farklılıkların insanlarda cinsiyet farklılıklarına dönüşmeyeceğini kabul etmesine rağmen, Down sendromu terapileri üzerine klinik çalışmalar için potansiyel sonuçları değerlendirdi. &ldquoErkeklerin veya kadınların yalnızca başlangıç ​​değerlerinde farklılık göstermediğini tespit edersek.

    Gerçekten de, model organizmalardaki cinsiyet farklılıkları giderek daha belirgin hale geliyor. Çalışmalar, farelerde cinsiyet farklılıklarının kardiyovasküler sağlığı, karaciğer hastalığını ve kanser riskini etkileyebileceğini göstermiştir. Bu çalışmaların çoğu şu anda yayınlanmaktadır. Cinsiyet Farklılıklarının Biyolojisi, Gardiner'in trizomik dişi fareler üzerindeki çalışmasının ortaya çıktığı yer.

    2014 yılında, ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) Direktörü Francis Collins, klinik öncesi denemelerde erkek fare yanlılığı sorununa dikkat çekti. Aylar sonra, ajans, başvuru sahiplerine çalışmalarında model organizmaların her iki cinsiyetini de kullanmalarını sağlayan bir gereklilik yayınladı. NIH, “Yalnızca bir cinsiyeti incelemeyi öneren başvurular için bilimsel literatürden, ön verilerden veya diğer ilgili hususlardan güçlü gerekçeler sunulmalıdır” diye yazdı.

    NIH Kadın Sağlığı Araştırma Ofisi direktörü Janine Austin Clayton, “Geçmişteki birçok bilim insanı, erkekler ve kadınlar arasındaki farklılıkların genellikle alakasız olduğunu varsayıyordu” dedi. Bilim insanı bir e-postada. "Bu nedenle, erkek hayvanlara ve hücrelere aşırı güven, cinsiyet etkilerine dikkatsizlik ve yayınlarda cinsiyete özgü bulguların tutarsız bildirilmesi vardı."

    "Artık daha iyi biliyoruz," diye ekledi. "Cinselliğin önemli olduğunu öğrendik."

    Bkz. “Klinik Öncesi Araştırmada Seks Boşluğunu Kapatmak İçin NIH”

    Bkz. “Araştırmada Cinsel Önyargılarla Mücadele İçin NIH Fonları”

    Dallas'taki Texas Southwestern Tıp Merkezi Üniversitesi'nde mikrobiyoloji doçenti olan Julie Pfeiffer, erkek fare yanlılığı bir sorundur, çünkü "önemli biyolojik etkiler gözden kaçabilir veya yanlış yorumlanabilir" dedi. Pfeiffer ve meslektaşları bir çalışma yayınladılar. Viroloji Dergisi geçen ay (18 Ocak), belirli bir virüsün erkek farelerde dişilere göre daha iyi çoğaldığını gösterdiler. "Deneylerimizde sadece erkek fareler kullanmış olsaydık, seks hormonlarının coxsackievirus B3'ün bağırsak replikasyonunu etkilediğini keşfedemezdik" dedi.

    Bununla birlikte, araştırmacılar fare deneylerine her iki cinsiyeti de dahil etmek konusunda genellikle isteksizdirler. Bunun en bariz nedenlerinden biri maliyettir. Gardiner, "Bir çalışma için 15 fareye ihtiyacınız varsa, ancak her iki cinsiyeti de kullanmak istiyorsanız, bu, 15 erkek ve 15 dişiye ihtiyacınız olduğu anlamına gelir" dedi. “Bu, maliyetinizi ikiye katlar.”

    Ayrıca, çalışma sonuçlarını değiştirebilecek hormonal bir joker olan dişi kızgınlık döngüsü sorunu da var. Gardiner, bunun genellikle ekstra deneysel bir adım eklediğini kabul ederek, "Çalışmalarınızı senkronize kızgınlık döngüleri olan dişi farelerle sınırlandırmanın yolları var" dedi.

    Eklenen rahatsızlık ve maliyet, bazı araştırmacıların, NIH'nin yönergelerine rağmen, çalışmalarına dişi fareleri dahil etmekten çekindiği anlamına geliyor. Diğerleri konuya daha ilkeli bir yaklaşım benimsiyor. Ajansın yeni kurallarını yayınlamasından kısa bir süre sonra, sinirbilimci R. Douglas Fields, 2014'te bir makale yazdı. Bilimsel amerikalı, yetkiyi eleştiriyor. Gereksinim "paraya mal olur ve zaman ve çabanın tekrarlanmasını gerektirir - araştırmacıların ayırması gerekmeyecek veya başka araştırmalar yapmak için daha iyi harcanabilecek zaman - bu nadiren pratik veya bilimsel olarak garanti edilir" diye yazdı.

    ile bir röportajda Bilim insanı, Fields, cinsiyet farklılıklarıyla ilgili araştırmayı "çok önemli" gördüğünü söyledi ancak "bunu yapmanın bir doğru bir de yanlış yolu var" dedi. Birçok durumda, bir çalışmada her iki cinsiyeti de kullanmanın bilimsel olarak gereksiz olduğunu ve beklenmedik değişkenler ortaya çıkarabileceğini savundu. "Bu yüzden bilim adamlarının araştırmalarını nasıl yapmaları gerektiğini zorunlu kılan insanlara sahip olamayız" dedi. "Bütün bir açıklama yapamazsınız - araştırmacının bir cinsiyetin hariç tutulabileceği sonucuna vardığı her çalışmaya bakmalısınız." Fields, bilim insanlarının bilimsel olarak gerekli olmadığında hem erkek hem de dişi fareleri incelemelerini zorunlu kılmak, “eforunuzu iki katına çıkarır ve zamanınızı iki katına çıkarır, üstelik hiçbir ek para olmadan finanse edilmez” dedi. Bilim insanı.

    Tartışmanın merkezinde cinsiyet dengeli çalışmaların sayısındaki artışın daha güvenilir insan klinik deneyleri mi yoksa hastalıklar için daha iyi tedaviler mi sağlayacağı sorusu var. Çalışmalar bunun olabileceğini öne sürse de, bu belirsizliğini koruyor.

    Austin Clayton, "Cinselliğin sağlığı sadece üreme konularının ötesinde etkilediğini biliyoruz." Dedi. "Örneğin, küçük koroner arterler kadınlarda kalp hastalığına daha sık karışıyor. Bu, semptomlardaki farklılıklara katkıda bulunabilir ve potansiyel olarak kadınlarda kalp hastalığının tespit edilmesini zorlaştırabilir. Araştırma süreci boyunca cinsiyeti incelemek, cinsiyete özgü araştırma sonuçları bulunursa bakım kararlarını bilgilendirebilir.”

    Yine de, erkek fare önyargısının ortadan kaldırılmasının daha iyi klinik deneylere mi yoksa kadınlar için daha iyi bir bakım standardına mı dönüşeceği henüz bilinmiyor. Birincisi, Pfeiffer ikna olmadı.

    "Çalışmalarda hem erkek hem de dişi fareler kullanılsa bile, bu, fare çalışmalarının her zaman insan denemelerindeki sonuçları yansıtmasını sağlamayacaktır" dedi. "Fare çalışmaları, çeviri bilimine doğru kritik derecede önemli bir adımdır, ancak cinsiyet yanlılığını kontrol etmek tüm sorunları çözmeyecektir."

    Ancak Gardiner, bilim adamlarının insan deneyleri üzerindeki etkileri gösterip gösteremeseler de, her iki cinsiyeti de incelemeye devam etmelerinin çok önemli olduğunu savunuyor. "Sadece yapmalısın," dedi. "Aslında iki ayrı deney yapıyorsanız ve kadın ve erkek arasında hiçbir fark görmüyorsanız, belki de umursamamak meşrudur. Ancak çoğu durumda bilmiyoruz - bu yüzden temel olarak kurşunu ısırmak zorundayız."


    Videoyu izle: Deneylerde Neden Fareler Kullanılır? - Özellikleri Neler? (Haziran 2022).


Yorumlar:

  1. Shepard

    Hatalısınız. Bunu tartışmaya çalışalım. Bana PM'de yaz.

  2. Jassem

    Ne ilginç mesaj

  3. Alwalda

    Harika fikir ve zamanında

  4. Jukora

    Oldukça doğru! Bence bu iyi bir fikir.

  5. Dougul

    Ve burada ne söyleyecek?



Bir mesaj yaz