CRISPR และเทคนิคอื่นๆ สามารถขยายการวิจัยได้มากกว่าสิ่งมีชีวิตแบบจำลองที่คุ้นเคย
ใครก็ตามที่อ่านข่าวเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ (ที่Science Newsหรืออย่างอื่น) 20รับ100 จะรับรู้เช่นX-Menหรือแฟรนไชส์ซูเปอร์ฮีโร่อื่น ๆ มีตัวละครทดลองอยู่เป็นประจำ แทนที่จะเป็นแม็กนีโต ศาสตราจารย์เอ็กซ์ มิสติกและฟีนิกซ์ นักวิทยาศาสตร์มีหนู แมลงวันผลไม้ ปลาม้าลาย และลิง การศึกษาประเภทต่างๆ ใช้สแตนด์ต่างกัน: แมลงวันสำหรับพันธุศาสตร์ ปลาม้าลายสำหรับการพัฒนาในช่วงต้น หนูและหนูและลิงสำหรับโรคมะเร็ง ประสาทวิทยา และอื่นๆ สปีชีส์เหล่านี้หลายสายพันธุ์ได้รับการอบรมมาอย่างดี ดังนั้นพวกมันจึงมีพันธุกรรมที่เหมือนกัน ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถควบคุมได้อย่างเต็มที่ในขณะที่ศึกษาการเปลี่ยนแปลงในพันธุกรรมหรือสิ่งแวดล้อม โมเดลสัตว์เหล่านี้ได้เพิ่มความเข้าใจของเราเกี่ยวกับชีววิทยามนุษย์และสัตว์ในปริมาณมหาศาล และจะยังเพิ่มพูนความรู้ของเราต่อไปอีกหลายปีต่อจากนี้
ในปัจจุบัน เทคนิคใหม่ๆ เช่น การตัดต่อยีน ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจสอบและเปลี่ยนแปลงยีนของสัตว์ใดๆ ได้ วิธีการนี้เปิดประตูให้สิ่งมีชีวิตใหม่ๆ เช่น ปลาหมึกและปลาหมึก เข้าร่วมชุดเครื่องมือพื้นฐานของนักวิทยาศาสตร์ ด้วยคำถามใหม่ที่เข้ามาใหม่เหล่านี้ อะไรที่จำเป็นสำหรับโมเดลสัตว์ที่ดีและเครื่องมือตัดยีนเปลี่ยนเกมได้อย่างไร?
ในยุคแรกๆ ของชีววิทยา เน้นที่คำอธิบายของสิ่งมีชีวิตเป็นหลัก แต่คำอธิบายไม่อนุญาตให้ทำการทดลอง “เหตุผลหลักประการหนึ่งในการทำการทดลองคือ [ว่า] คุณสามารถควบคุมระบบและคาดการณ์ได้จากระบบ” การ์แลนด์ อัลเลน นักประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยวอชิงตันในเซนต์หลุยส์กล่าว ในการทำการทดลองที่ดี นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องมีแบบจำลอง — สแตนด์อินที่มีลักษณะเฉพาะบางอย่างที่พวกเขาจำเป็นต้องรู้ ไม่ว่าจะเป็นลักษณะทางพันธุกรรม การทำงานของหัวใจ หรือพฤติกรรม สแตนด์อินเหล่านั้นต้องเป็นสัตว์ที่มีการควบคุมอย่างดีและมีลักษณะนิสัยที่ดี ซึ่งสามารถคงไว้เหมือนเดิมในทุกวิถีทาง เมื่อทำการทดลองในแบบจำลองเหล่านั้นแล้ว การค้นพบนี้สามารถนำไปใช้กับสายพันธุ์อื่นได้
แบบจำลองสัตว์ตัวแรกนั้นมาจากความพยายามที่จะควบคุมการทดลอง
สัตว์เช่นหนูและแมลงวันสามารถดัดแปลงพันธุกรรมได้ง่าย เลือกคุณลักษณะที่ส่งต่อมาได้อย่างน่าเชื่อถือและระบุได้ง่าย เช่น สีตาและรูปร่างของปีก เพื่อให้แน่ใจว่ามีความบริสุทธิ์มากที่สุด หนูพันธุ์ผสมระหว่างพี่น้องกัน ดังนั้นพวกมันทั้งหมดจึงมีพันธุกรรมเหมือนกัน นาเดีย โรเซนธาล ผู้อำนวยการด้านวิทยาศาสตร์ของ Jackson Laboratory ในเมืองบาร์ฮาร์เบอร์ กล่าวว่า “ในช่วง 100 ปีที่ผ่านมา แนวโน้มและแนวโน้มได้รับการพัฒนาให้สอดคล้องกันมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ดังนั้นทุกคนจะตอบสนองต่อความท้าทายเดียวกันในลักษณะเดียวกัน เมน. “ถ้าคุณมีหนู 5 ตัวที่มีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนกัน คุณสามารถปรับสภาพแวดล้อมของพวกมันโดยไม่ต้องรับโทษ มั่นใจในความรู้เมื่อคุณได้ผลลัพธ์ มันจะเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อม”
สัตว์เช่นแมลงวัน หนู และหนูมีข้อดีอื่นๆ อย่างแรกเลย พวกเขาผสมพันธุ์อย่าง—เอ่อ หนู “หนู … มีวงจรการสืบพันธุ์ที่สั้นมาก นั่นเป็นสิ่งสำคัญในพันธุศาสตร์” โรเซนธาลอธิบาย “คุณต้องการคนหลายรุ่น และถ้าคุณไม่อดทนมาก ช้างก็ไม่ใช่แบบอย่างที่ดีสำหรับเรื่องนี้”
รุ่นอื่นๆ เช่น ปลาม้าลาย มีข้อได้เปรียบจากตัวอ่อนที่ชัดเจน ไข่และลูกปลาที่โปร่งใส “เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการรับแสงเข้าและแสงสว่างออก” Eric Edsinger ผู้พัฒนาแบบจำลองสิ่งมีชีวิตที่ Marine Biological Laboratory ใน Woods Hole รัฐ Mass กล่าว วิธีนี้มีประโยชน์สำหรับทุกอย่างตั้งแต่การใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงธรรมดาในการชม เซลล์แบ่งตัวโดยใช้เทคนิคแสงเพื่อขับเคลื่อนการกระทำทางพันธุกรรมและระดับเซลล์
เมื่อสิ่งมีชีวิตจำลองเหล่านี้เติบโตขึ้น ข้อดีอีกอย่างหนึ่งก็ชัดเจนขึ้น นั่นคือพวกมันเติบโตขึ้นเล็กน้อย เมื่อมองหาสิ่งมีชีวิตจำลอง Edsinger อธิบายว่ามันเป็นประโยชน์จริง ๆ ที่จะสามารถเก็บสิ่งมีชีวิตจำนวนมากไว้ในห้องปฏิบัติการได้ในคราวเดียว โมเดลปลาหมึกอาจมีประโยชน์สำหรับการศึกษาการเคลื่อนไหว ระบบประสาท และการพรางตัว แต่คุณต้องการพื้นที่มาก “ตู้ปลามาตรฐานสามารถเก็บปลาหมึกได้เพียงตัวเดียว แต่คุณสามารถมีปลาหมึกแคระได้ 10 ตัว” เขากล่าว ห้องแล็บขนาดเท่าตู้เสื้อผ้าสามารถเก็บแมลงวันผลไม้ได้หลายพันตัว ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบอย่างแท้จริงเมื่อพื้นที่ทางวิทยาศาสตร์และเงินทุนมีจำกัด
นอกจากนี้ยังช่วยถ้าอาหารของพวกเขาราคาถูก Allen กล่าว เม็ดธัญพืชสำหรับหนูและหนู หรือกล้วยสำหรับแมลงวันผลไม้หมายถึงการใช้จ่ายเงินน้อยลง
แต่บางทีข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดที่สิ่งมีชีวิตต้นแบบสามารถมีได้ก็คือความสามารถในการทำให้มันหยาบ “หมึกพิมพ์บางชนิด ถ้า pH ลดลงเพียงเล็กน้อย พวกมันก็จะเสื่อมสภาพและตาย” Edsinger กล่าว แต่ปลาหมึกแคระ ซึ่งเป็นสัตว์จำลองที่เขากำลังพัฒนา มีความยืดหยุ่นมากกว่ามาก “ฉันมีปลาหมึกแคระที่ฉันโยนมันลงในถังแล้วทิ้งไว้ที่ระเบียงของฉัน และพวกมันก็ปกติดี พวกเขาไม่สนใจ” เขากล่าว 20รับ100
