CRISPR вече е възможен при хлебарки

изображение: Карикатура на CRISPR в хлебарки
да видиш След

Кредит: Shirai et al./Cell Reports Methods

Изследователите са разработили подход CRISPR-Cas9, за да позволят редактиране на гени при хлебарки, според проучване, публикувано от Cell Press на 16 майи в прегледа Методи за докладване на клетките. Простата и ефективна техника, наречена “директен родителски” CRISPR (DIPA-CRISPR), включва инжектиране на материали в възрастните женски, където се развиват яйцата, а не в самите ембриони.

„В известен смисъл изследователите на насекоми са били освободени от неудобството от инжекциите с яйца“, казва водещият автор на изследването Такааки Даймон от университета в Киото. „Вече можем да редактираме геномите на насекомите по-свободно и по желание. По принцип този метод трябва да работи за повече от 90% от видовете насекоми.

Настоящите подходи за редактиране на гени на насекоми обикновено изискват микроинжектиране на материали в ранните ембриони, което сериозно ограничава приложението му за много видове. Например, предишни проучвания не успяха да манипулират генетично хлебарки поради тяхната уникална репродуктивна система. Освен това, редактирането на гени на насекоми често изисква скъпо оборудване, специфична за видовете експериментална настройка и високо обучен лабораторен персонал. „Тези проблеми с конвенционалните методи измъчват изследователи, които искат да извършват редактиране на генома на голямо разнообразие от видове насекоми“, казва Даймън.

За да преодолеят тези ограничения, Daimon и сътрудниците инжектират Cas9 рибонуклеопротеини (RNPs) в основната телесна кухина на възрастни женски хлебарки, за да въведат наследствени мутации в развиващите се яйца. Резултатите показаха, че ефективността на редактирането на гени – делът на редактираните индивиди от общия брой на излюпените индивиди – може да достигне до 22%. При червения брашнен бръмбар DIPA-CRISPR постига ефективност над 50%. Освен това, изследователите са генерирали гени на бръмбари чрез съвместно инжектиране на едноверижни олигонуклеотиди и Cas9 RNP, но ефективността е ниска и се нуждае от допълнително подобрение.

Успешното приложение на DIPA-CRISPR при два еволюционно отдалечени вида демонстрира потенциала му за широкомащабна употреба. Но подходът не е пряко приложим за всички видове насекоми, включително плодови мухи. Освен това експериментите показват, че най-критичният параметър за успех е етапът на инжектиране на възрастни жени. Следователно DIPA-CRISPR изисква добро познаване на развитието на яйчниците. Това може да бъде трудно при някои видове, като се имат предвид различните жизнени цикли и репродуктивни стратегии на насекомите.

Въпреки тези ограничения, DIPA-CRISPR е достъпен, много практичен и може лесно да се приложи в лаборатории, разширявайки приложението на генното редактиране до голямо разнообразие от модели и немоделни видове насекоми. Техниката изисква минимално оборудване за инжектиране при възрастни и само два компонента – протеин Cas9 и единична направляваща РНК – значително опростяващи процедурите за редактиране на гени. Освен това стандартният търговски достъпен Cas9 може да се използва за инжектиране на възрастни, елиминирайки необходимостта от отнемащо време персонализирано проектиране на протеина.

„Като подобрим метода DIPA-CRISPR и го направим още по-ефективен и гъвкав, може да успеем да дадем възможност за редактиране на генома в почти всички от над 1,5 милиона вида насекоми, отваряйки бъдеще, в което ще можем да използваме напълно невероятните биологични функции на насекомите”, казва Даймън. “По принцип е възможно и други членестоноги да бъдат геномно модифицирани, използвайки подобен подход. Те включват селскостопански и медицински вредители като акари и кърлежи и важни рибни ресурси като скариди и раци.

###

Тази работа беше подкрепена от финансиране от JSPS KAKENHI, JSPS Open Partnership Joint Research Projects, испанското министерство на иновациите и конкурентоспособността и CSIC-Испания, и отчасти от кабинета, правителството на Япония, междуведомственото Moonshot земеделие, горско стопанство и рибарство Програма за научни изследвания и развитие.

Методи за докладване на клетките, Shirai et al. „DIPA-CRISPR е прост и достъпен метод за редактиране на гени на насекоми“ https://www.cell.com/cell-reports-methods/fulltext/S2667-2375(22)00078-9


Внимание: AAAS и EurekAlert! не носят отговорност за точността на съобщенията за пресата, публикувани в EurekAlert! чрез допринасящи институции или за използване на каквато и да е информация чрез системата EurekAlert.

Add Comment