Il pesce zebra per creare modelli della regolazione umana

Il pesce zebra (Danio rerio) è un importante organismo modello per la ricerca biologica, in particolare per studiare le malattie umane e scoprire nuovi farmaci. Le caratteristiche chiave che contribuiscono al suo diffuso impiego includono la suscettibilità genetica, il suo breve tempo riproduttivo e la sua trasparenza, che facilita l'osservazione del movimento cellulare e dell'espressione genica.

Il progetto ZF-HEALTH ("Zebrafish regulomics for human health"), finanziato dall'UE, è il proseguimento del progetto ZF-MODELS. Utilizzerà molti strumenti e tecnologie sviluppati nel corso di ZF-MODELS al fine di fenotipizzare un'ampia serie di geni regolatori collegati alla malattia umana. Il ruolo di numerosi pathway di sviluppo importanti e il loro coinvolgimento nel cancro è stato originariamente studiato nel pesce zebra.


Si prevede di generare pesci mutanti portatori di determinati geni, ed eseguire poi analisi comportamentali, studi di imaging cellulare e analisi dei profili di espressione. Lo studio ZF-HEALTH monitorerà inoltre diverse molecole che potrebbero recuperare un fenotipo mutante, fornendo così composti guida. Tutti questi dati e queste informazioni sull'espressione genica saranno incorporati in un atlante online e collegati ai fenotipi comportamentali.

Finora gli scienziati hanno generato pesci transgenici mutati in 12 166 geni, che rappresentano il 47 % di tutti i geni codificanti le proteine. La valutazione in corso dei fenotipi comportamentali ha identificato oltre 100 fenotipi anomali con ricostruzioni digitali in 4D degli embrioni in fasi di sviluppo. Una parte significativa del lavoro è dedicata a identificare le regioni regolatorie dei geni mutati e a confrontarli con gli equivalenti umani.

Una parte considerevole dei dati e delle immagini generati da ZF-HEALTH viene utilizzata per portare avanti l'atlante del cervello del pesce zebra. L'obiettivo è associare parti anatomiche del cervello a specifici pattern di espressione genica e collegamenti alle malattie umane.

In generale lo studio ZF-HEALTH utilizza un approccio di biologia dei sistemi per fornire dati sui geni regolatori senza precedenti per la loro importanza. Allo stesso tempo esso ha un grande potenziale per la ricerca traslazionale, e le sue scoperte potrebbero essere utilizzate per comprendere i meccanismi regolatori negli uomini e il loro coinvolgimento nella malattia.