Zebrahalak segítik a genetikusok munkáját

Az újfajta modell új utakat nyithat az anyagcsere betegség hátterének megismeréséhez, valamint potenciális gyógyszerhatóanyagok tesztelésére is használható, derül ki legújabb, a Frontiers in Cell and Developmental Biology című tudományos folyóiratban megjelent tanulmányukból.

A Pseudoxanthoma elasticum (PXE) ritka genetikai betegség, amely legtöbbször serdülőkorban vagy kora felnőtt korban jelentkezik először. A tüneteket a bőr alatti kötőszövetben és a retinában létrejövő hidroxiapatit kristály lerakódások okozzák, melyek előrehaladott állapotban a keringési rendszerben is megjelennek. Előbbi vaksághoz, utóbbi az érfalak rugalmasságának elvesztéséhez, vagyis súlyos keringési betegségek kialakulásához vezethet – olvasható az ELTE weboldalán.

Az ELTE Genetikai Tanszékén működő, Diagnosztika és Terápia Kiválósági Program által támogatott Halgenetikai kutatócsoport munkatársai az ELKH-TTK Enzimológiai Intézetének, a Semmelweis Egyetem Élettani Intézetének és az amerikai National Human Genome Research Institute (NHGRI) kutatóival együttműködve, a betegség mélyebb megértésének érdekében létrehozták a kór egy újfajta modelljét. Ehhez, a genetikai kutatásban közkedveltnek számító modellállatot, a zebrahalat (Danio rerio) hívták segítségül.

Miért jó modellállat a zebrahal? 
A PXE kialakulásának hátterében legtöbbször az ABCC6 gén mutációja áll a háttérben, aminek zebrahal esetében háromféle variánsa (ún. paralógja) is megtalálható. Az abcc6a a 6. kromoszómán, míg az abcc6b.1 és abcc6b.2 a 3. kromoszómán helyezkednek el.  A génvariánsok vizsgálata során fény derült arra, hogy közülük kizárólag az abcc6a és az abcc6b.1 rendelkezik fehérje kódoló funkcióval. Ezzel szemben az abcc6b.2 az aktív szerepét elvesztette és ún. pszeudogénként van jelen a zebrahal genetikai állományában. Erre az eredményre az NHGRI munkatársainak közreműködésével újgenerációs szekvenálási módszerek felhasználásával derítettek fényt a hazai kutatók.
A CRISPR/Cas9 rendszer segítségével mindkét fehérje kódoló paralóg génre sikeresen létrehoztak olyan mutáns zebradánió vonalakat, ahol az adott gén funkciója teljesen kiesik.

„Ezek közül az abcc6a homozigóta mutáns állatok már viszonylag korai, lárvális állapotban is mutattak olyan elváltozásokat, melyek azt jelezték, hogy ennek a génnek a funkcióvesztése a zebrahalban a csontosodási mintázat felborulását fogja okozni. Felnőtt korukra az ilyen állatokban a vázrendszer erőteljesen eltorzul. A gerinc látványosan elferdül, amit a csigolyák mentén létrejött meszes gócok okoznak. Ezen a gócok kialakulásának mechanizmusa hasonló a betegekben megfigyelhető patológiás meszesedési tünetekéhez”- mondta Varga Máté, az ELTE Halgenetikai kutatócsoport vezetője.

Az újfajta modell esélyt adhat a kutatóknak, hogy további hasznos információkat kapjanak erről az anyagcsere betegségről, valamint, hogy a klinikai kutatás számára is használható hátteret biztosítson a jövőben.