Lele Zsolt. MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet

A hal mint modellállat a kutatásban Lele Zsolt MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet

A hal mint modellállat a kutatásban Halfajták

A hal mint modellállat a kutatásban Halfajták Gazdaságilag jelentıs fajok (ponty, lazac, etc.)

A hal mint modellállat a kutatásban Halfajták Gazdaságilag jelentıs fajok (ponty, lazac, etc.) Gömbhalak (Takifugu, Tetraodon, genomika)

A hal mint modellállat a kutatásban Halfajták Gazdaságilag jelentıs fajok (ponty, lazac, etc.) Gömbhalak (Takifugu, Tetraodon, genomika) Aranyhal (Carassius auratus, idegi regeneráció, tumorbiológia)

A hal mint modellállat a kutatásban Halfajták Gazdaságilag jelentıs fajok (ponty, lazac, etc.) Gömbhalak (Takifugu, Tetraodon, genomika) Aranyhal (Carassius auratus, idegi regeneráció, tumorbiológia) Medaka (Oryza latipes, fejlıdésbiológiai kutatások, Japán)

A hal mint modellállat a kutatásban Halfajták Gazdaságilag jelentıs fajok (ponty, lazac) Gömbhalak (Takifugu, Tetraodon, genomika) Aranyhal (Carassius auratus, idegi regeneráció, tumorbiológia) Medaka (Oryza latipes, fejlıdésbiológiai kutatások, Japán) ZEBRADÁNIÓ (Danio rerio)

Alkalmazási területek Mezıgazdasági kutatás Biotechnológiai haszonállat, Környezetvédelem, toxikológia Fejlıdés-genetikai, orvos-biológiai, farmakológiai kutatások

Környezetvédelem, toxikológiai kutatások Akut toxicitás vizsgálatok (LD50) nehéz- és átmenetifémek: Cu, Zn, Hg, Cd, Al,

Környezetvédelem, toxikológiai kutatások Akut toxicitás vizsgálatok (LD50) nehéz- és átmenetifémek: Cu, Zn, Hg, Cd, Al, szteroidaktivitást mutató molekulák: pentakloro-fenol, diklór-benzén

Környezetvédelem, toxikológiai kutatások Akut toxicitás vizsgálatok (LD50) nehéz- és átmenetifémek: Cu, Zn, Hg, Cd, Al, szteroidaktivitást mutató molekulák: pentakloro-fenol, diklór-benzén rovarölıszerek: acetofenát, carbofurán, malathion

Környezetvédelem, toxikológiai kutatások Akut toxicitás vizsgálatok (LD50) nehéz- és átmenetifémek: Cu, Zn, Hg, Cd, Al, szteroidaktivitást mutató molekulák: pentakloro-fenol, diklór-benzén rovarölıszerek: acetofenát, carbofurán, malathion Toxikológiai hatásmechanizmusok vizsgálata (anyagcsere, immuno-, genotoxicitás)

Környezetvédelem, toxikológiai kutatások Akut toxicitás vizsgálatok (LD50) nehéz- és átmenetifémek: Cu, Zn, Hg, Cd, Al, szteroidaktivitást mutató molekulák: pentakloro-fenol, diklór-benzén rovarölıszerek: acetofenát, carbofurán, malathion Toxikológiai hatásmechanizmusok vizsgálata (anyagcsere, immuno-, genotoxicitás) Környezeti indikátor, hısokk fehérjék, metallothionein gének promóterei, ösztrogén-indukálható promóterek,

Hsp70-eGFP transzgénikus zebradánió, mint bioindikátor Blechinger et al. 2002

Hsp70-eGFP transzgénikus zebradánió, mint bioindikátor Control 5µM Cd ++ Blechinger et al. 2002

Fejlıdésgenetikai, orvos-biológiai, farmakológiai kutatások

Zebradánió (Danio rerio) Indiában ıshonos, édesvízi hal Csontoshalak (Teleostei), Pontyfélék (Cyprinidae) 1980-as évek George Steinbrenner, Monte Westerfield, 1993-6 Nagy kémiai mutagenezis projektek C. Nüsslein- Volhard és W. Driever 1995 Elsı genetikai térkép 2001- Genomszekvenálás, Sanger Institute, Cambridge 2005 Elsı nagy farmakogenetikai projekt

Elınyök-hátrányok Evolúciós pozíció

Elınyök-hátrányok Evolúciós pozició

Elınyök-hátrányok Evolúciós pozíció Anatómiai hasonlóság

Elınyök-hátrányok Evolúciós pozíció Anatómiai hasonlóság Orvosi jelentıség

Elınyök-hátrányok Evolúciós pozíció Anatómiai hasonlóság Orvosi jelentıség Genomika fejlettsége

Elınyök-hátrányok Evolúciós pozíció Anatómiai hasonlóság Orvosi jelentıség Genomika fejlettsége Generációs idı

Elınyök-hátrányok Evolúciós pozíció Anatómiai hasonlóság Orvosi jelentıség Genomika fejlettsége Generációs idı Egyedfejlıdés

Elınyök-hátrányok Egyedfejlıdés (Sebesség)

Elınyök-hátrányok Egyedfejlıdés (láthatóság, átlátszóság)

Elınyök-hátrányok Evolúciós pozíció Anatómiai hasonlóság Orvosi jelentıség Genomika fejlettsége Generációs idı Egyedfejlıdés Embriók száma, kontrollált elérhetısége

Elınyök-hátrányok Evolúciós pozíció Anatómiai hasonlóság Orvosi jelentıség Genomika fejlettsége Generációs idı Egyedfejlıdés Embriók száma, kontrollált elérhetısége Költség

Elınyök-hátrányok Költség

Elınyök-hátrányok Költség Egér 8-10Ft/nap Patkány 35-45 Ft/nap Tengerimalac 100Ft/nap

Elınyök-hátrányok Költség Egér 8-10Ft/nap Patkány 35-45 Ft/nap Tengerimalac Zebradánió 100Ft/nap 2-3Ft/nap

Fejlıdés-genetikai kutatások

Fejlıdés-genetikai kutatások Fenotípus Klasszikus (forward) genetika Random mutagenezis, térképezés Gén

Fejlıdés-genetikai kutatások Fenotípus Fordított genetika Célzott mutagenezis Gén

Fejlıdés-genetikai kutatások Fenotípus Klasszikus (forward) genetika Random mutagenezis, térképezés Fordított genetika Célzott mutagenezis Gén

Fenotípus Protein RNS Gén Olcsó, gyors embrionális fejlıdés

mutagenezis Fenotípus Protein RNS Gén Olcsó, gyors embrionális fejlıdés

mutagenezis Fenotípus Protein RNS Gén Olcsó, gyors embrionális fejlıdés mrna, nmrna, RNAi, morpholino

mutagenezis Fenotípus Protein RNS Gén Olcsó, gyors embrionális fejlıdés Kis szerves molekulák mrna, nmrna, RNAi, morpholino

Klasszikus, random mutagenezis screen I. Mutagenezis

II. Mutánsok azonosítása Parachute (pac) Lele et al., Development, 2002

III. Térképezés, szekvenálás, bizonyítás Parachute = N-cadherin Lele et al., Development, 2002

IV. Mutáns fenotípus részletes analízise Lele et al., Development, 2002; Masai, Lele et al., Development, 2003

Mutáns fenotípus részletes analízise wt pac Lele et al., Development, 2002; Masai, Lele et al., Development, 2003

Mutáns fenotípus részletes analízise Lele et al., Development, 2002; Masai, Lele et al., Development, 2003

Farmakológia, kémiai genetika, toxikológia, teratológia Gyors, olcsó tesztelés egy gerinces modellállatban

Farmakológia, kémiai genetika, toxikológia, teratológia

Farmakológia, kémiai genetika, toxikológia, teratológia Fli-eGFP transzgénikus törzs Wrasidlo et al, P.N.A.S. 2008

Farmakológia, kémiai genetika, toxikológia, teratológia Kontroll 300 nm 3 µm Wrasidlo et al, P.N.A.S. 2008

Farmakológia, kémiai genetika, toxikológia, teratológia Cell line Type IC50 Jurkat Leukemia 3 nm CEM Leukemia 14 nm A549 Lung carcinoma 46 nm Molt4 T cell leukemia 60 nm MCF-7 Breast carcinoma 210 nm NB7 Neuroblastoma 810 nm PC3 Prostate carcinoma 970 nm M21 Melanoma 1.3 µm U266 Myeloma 5.8 µm Wrasidlo et al, P.N.A.S. 2008

Farmakológia, kémiai genetika, toxikológia, teratológia

Farmakológia, kémiai genetika, toxikológia, teratológia Coarctatio aortae

Farmakológia, kémiai genetika, toxikológia, teratológia gridlock mutáns Brant M. Weinstein Trends in Cell Biology, 2002

Farmakológia, kémiai genetika, toxikológia, teratológia gridlock mutant gridlock mutant + GS4012 GS3999 Peterson et al., Nature Biotechnology, 2004

Összefoglalva... A zebradánió olcsósága és nagy számban elérhetı, gyorsan és ex utero fejlıdı embriói miatt elsısorban klasszikus fejlıdésgenetikai kísérletekre vagy random szintetizált, farmakológiailag potenciálisan aktív molekulák nagy volumenő in vivo tesztelésre alkalmas.

Fish are only good for one thing...

Fish are only good for one thing... Fishing!