유전자 변형을 위한 영장류 대뇌 오가노이드의 표적 미세주입 및 전기천공

우리의 연구 분야는 영장류의 뇌 발달과 진화입니다. 우리는 영장류의 신피질 확장의 기저에 있는 요인을 이해하려고 노력하고 있습니다. 실용적이고 윤리적으로 정당한 방식으로 이 문제를 해결하기 위해 우리는 뇌 오가노이드를 연구 모델로 사용합니다.

현대인, 우리, 네안데르탈인 사이의 뇌 발달의 차이가 최근에 나타났습니다. 이러한 차이는 뇌 발달에 중요한 역할을 하는 단백질의 아미노산 변화가 적기 때문입니다. 대뇌 오가노이드는 이러한 연구에서 중요한 모델 시스템이었습니다.

진화론적 관점에서 영장류 발달에 대한 연구는 기능의 이득과 상실 연구를 수행하는 것이 중요합니다. 그러나 인간을 포함한 유인원은 자연적으로 이러한 실험에 사용할 수 없기 때문에 오가노이드의 유전자 변형이 이 분야에서 중요한 역할을 합니다. 마이클 하이데(Michael Heide)는 연구실에서 박사후 연구원으로 일하면서 인간 특이적 유전자인 ARHGAP11B가 인간 진화 과정에서 뇌 크기를 증가시키는 데 핵심적인 역할을 한다는 것을 입증했습니다.

현재 독일 영장류 센터의 그룹 리더인 Michael은 인간과 침팬지 대뇌 오가노이드를 비교하여 중요한 통찰력을 제공했습니다. 우리의 프로토콜은 상업용 전기 천공 큐벳 대신 특정 미세 주입 심실과 같은 구조에 의한 유전자 변형에 대한 표적 접근 방식을 제공합니다. 이 접근 방식은 값비싼 핵 이펙터 솔루션 대신 구형파 전기기 및 페트리 접시 전극 챔버를 포함한 비용 효율적인 설정을 사용합니다.

유전자 변형을 통해 영장류의 기능과 뇌 발달을 연구하는 것은 기술적으로 가능하지만 방법론적으로 까다롭고 비용이 많이 들며 유인원에게는 허용되지 않습니다. 영장류 대뇌 오가노이드의 전기천공법은 영장류의 뇌 발달에 가까운 모델에 유전자 변형을 도입하기 위한 빠르고 비용 효율적인 접근 방식을 제공합니다. 앞으로 우리는 다른 영장류 종의 피질에서 차등적으로 발현되는 유전자의 특성화에 초점을 맞추고 싶습니다.

우리는 영장류 대뇌 오가노이드의 전기천공을 통해 이러한 유전자를 연구하고 피질 전구 세포에 대한 잠재적 영향을 분석할 것입니다.