Διαγονιδιακό ψάρι zebrafish με δέρμα που φθορίζει σε χιλιάδες χρώματα

Chen et al./Developmental Cell 2016

Φθορίζουσες πρωτεΐνες χρησιμοποιούνται σε πραγματικό χρόνο για την παρακολούθηση μεμονωμένων κυττάρων του δέρματος σε διαγονιδιακό ψάρι zebrafish.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Duke στο Durham δημοσίευσαν στο έγκριτο περιοδικό Developmental Cell  τη δημιουργία ενός διαγονιδιακού zebrafish με δέρμα που φθορίζει σε χιλιάδες χρώματα ‘skinbow’. Αυτό τους επιτρέπει να παρακολουθούν τη συμπεριφορά σε πραγματικό χρόνο εκατοντάδων μεμονωμένων κυττάρων  και να παρακολουθούν τι θα συμβεί στο δέρμα σε περιπτώσεις τραυματισμών.

Η ιδέα βασίζεται στην τεχνική «brainbow ‘- κατα την οποία τροποποιημένοι νευρώνες  εκφράζουν μίγματα απο φθορίζουσες πρωτεΐνες, παράγοντας ένα τυχαίο συνδυασμό διαφορετικών χρωμάτων σε διαφορετικά κύτταρα.
Σε διαγονιδιακό zebrafish που εκφράζει τις πρωτεΐνες στα κύτταρα του δέρματος του, η ίδια τεχνική ονομάζεται «skinbow». Τα φθορίζοντα κύτταρα περιορίζονται στο εξωτερικό στρώμα επιδερμίδας του ψαριού και καλύπτουν όλη την επιφάνεια του σώματός του – ακόμη και τον κερατοειδή.
Με βάση τον αριθμό των συνδυασμών των κόκκινων, πράσινων και μπλε πρωτεινών που μπορούν να εκφραστούν απο κάθε επιδερμικό κύτταρο, τα μεμονωμένα κύτταρα θα μπορούσαν να λάμψουν σε οποιονδήποτε από τους 5.000 περίπου  διαφορετικούς συνδυασμούς χρωμάτων. Στην πραγματικότητα, μόνο περίπου 70 χρώματα μπορούν να διακριθούν σαφώς στο μικροσκόπιο. Ακόμα και αυτό είναι αρκετό για την δημιουργία ενός “barcode” για κάθε κύτταρο ώστε να διακρίνεται ευκρινώς απο τα γειτονικά του.

Με την παρακολούθηση εκατοντάδων μεμονωμένων κυττάρων του δέρματος , οι ερευνητές μελέτησαν σε πραγματικό χρόνο πώς το δέρμα ανακάμτει από ένα τραυματισμό, όπως ένα απλό γδάρσιομο ή ακόμα και ακρωτηριασμό ενός πτερυγίου.

Όταν σε ένα τραυματισμό του ψαριού ένα πτερύγιο ακρωτηριάζεται τα κύτταρα χρησιμοποιούν τρεις διαφορετικές διαδικασίες για να διατηρηθεί η αναγεννητική ικανότητα των ιστών που καλύπτονται με το δέρμα. Αυτό που παρατήρησαν ήταν οτι κύτταρα του δέρματος από τις γειτονικές περιοχές μεταναστεύουν για να καλύψει το νέο ιστό, δημιουργούνται νέα κύτταρα του δέρματος που  και κάποια κύτταρα αναπτύσσονται σε μεγάλο βαθμό.

Ο καθηγητής Dr. Poss που ήταν επικεφαλής της μελέτης είπε οτι “Το ενδιαφέρον  σχετικά με αυτό το είδος μελετών, είναι οτι δεν ξέρεις τι να περιμένεις, αλλά έχεις ένα πολύ καλό τρόπο για να το οπτικοποιήσεις!”