An Integrated Approach to Molecular Characterization of Zebrafish as a Biomedical Model
Het doel van dit project was om het zebravis modelsysteem uit te breiden en hiermee compatibel te maken met hoogwaardige massaspectrometrie in het algemeen en proteomics in het bijzonder. Wij hebben hiervoor protocollen voor experiment, opzet en data analyse nieuw ontwikkeld en verder verfijnd. In een wereldwijde samenwerking met gelijksoortige onderzoeksgroepen hebben wij dit doel binnen de gestelde termijn volledig behaald. Zebravis modelsystemen en data verkregen van zebravissen kunnen nu zonder problemen worden geanalyseerd in zowel technische als bioinformatische zin, vergelijkbaar met gevestigde en veelgebruikte modelsystemen (zoals muizen).
Wij hebben een aanzet gegeven tot een analyse van evolutionaire verbanden tussen modelorganismen en andere soorten, gebaseerd op een database van massaspectra van peptide-identificaties (een zogenaamde massaspectrumbibliotheek) en peptide-standaarden voor kwantitatieve proteomics, in modelsystemen voor de bestudering van zowel infectieziekten als kanker.
Massaspectrumbibliotheken
Wij hebben een methode opgezet voor het samenstellen van massaspectrumbibliotheken gecombineerd met cellulaire differentiatie in de zebravis aan de hand van een zeer efficiënt eiwitzuiveringsprotocol. Hiermee konden wij een uitgebreide en anatomisch relevante massaspectrumbibliotheek van de zebravis samenstellen, welke de standaard is geworden voor NIST (National Institute of Standards and Technology in de Verenigde Staten). Gebruikmakend van ons zebravis proteomics platform hebben wij de bioinformatica verder ontwikkeld voor een verwant karper modelsysteem, een beloftevol modelsysteem voor de toekomst.
Een toevallige en gelijktijdige oogst van dit project is dat de massaspectrumbibliotheken voor het identificeren van organismen en weefsels (met name voor vissoorten) ook gebruikt worden door het RIKILT in Wageningen en onderzoeksgroepen in België, Denemarken, Noorwegen en Zweden. Dit werk heeft reeds zes publicaties opgeleverd en geleid tot nieuw onderzoeksgeld van de Noorse onderzoeksraad. De samenwerkingen die wij hebben opgezet tijdens dit project duren voort en een aantal veelbelovende en spannende resultaten liggen klaar voor opschrijven en publicatie.
Producten
Auteur: Alan L. Rockwood and Magnus Palmblad
Auteur: Yassene Mohammed and Magnus Palmblad
Auteur: Alex A. Henneman and Magnus Palmblad
Auteur: Mohammed Y, Mostovenko E, Henneman AA, Marissen RJ, Deelder AM en Palmblad M
Magazine: Journal of Proteome Research
Auteur: de Bruin JS, Deelder AM en Palmblad M.
Magazine: Molecular and Cellular Proteomics
Auteur: Ohana, D
Link: https://www.msacl.org/2016_US_program/index.php
Auteur: Ohana, D
Link: https://www.msacl.org/2015_US_program/index.php
Auteur: Ohana, D
Auteur: Dana Ohana, Hans Dalebout, Martha van der Beek, Ed Kuijper, Magnus Palmblad
Auteur: Ohana, D.
Verslagen
Eindverslag
We hebben de eerste spectrale bibliotheek voor zebravissen opgezet. Deze bibliotheek verbeterd aanzienlijk de gevoeligheid van peptide identificaties voor massaspectrometrie gerelateerde proteomics. De bibliotheek is geconstrueerd van ontleedde volwassen zebravissen, wat tevens betekend dat we de expressie van duizenden weefsel-specifieke eiwitten hebben kunnen identificeren. Deze informatie kan op zijn beurt verrijking bieden aan de informatie en annotatie van deze eiwitten in databases.
Een aantal onderzoeken naar infectieziekten met behulp van het Mycobacterium marinum in zebravis model en preliminair onderzoek met het humane M. tuberculose pathogeen in zebravissen zijn uitgevoerd. De resultaten hiervan worden om het moment geanalyseerd. Celsortering is tewerkgesteld mm geïnfecteerde van niet geïnfecteerde macrofagen en tevens vrije M. marinum te kunnen scheiden.
We hebben nieuwe protocollen ontwikkeld voor massaspectrometrie gebaseerde proteomics op zebravis embryo’s. We hebben biologische differentiatie als middel gebruikt om het proteoom te “fractioneren” en daarvan een uitvoerige bibliotheek opgebouwd ten bate van verbeterde peptide identificaties. Dit nieuwe idee bleek uitzonderlijk goed te werken en we hopen deze resultaten te kunnen publiceren in een wetenschappelijk tijdschrift met een hoge impactfactor. De data van dit onderzoek kan tevens voor vele andere studies gebruikt worden bij onderzoek naar proteogenomics en annotatie van het zebravis genoom.
Een van deze samenwerkingsverbanden is the samenwerking met de Technical University of Denmark. Ondanks dat deze samenwerking niet direct gesubsidieerd word door de Vidi beurs, is deze ontstaan door de ervaring met vis model systemen. In de herfst van 2012, heeft een senior postdoc van de Technishe Unversiteit van Denemarken gedurende drie maanden een bezoek gebracht aan ons laboratorium. Tijdens zijn verblijf zijn diverse onderzoeken uitgewerkt, die zullen resulteren in ten minste 3 a 4 wetenschappelijke artikelen (waarvan één reeds ingediend).