Το CRISPR είναι πλέον δυνατό στις κατσαρίδες

Μέθοδοι αναφοράς κελιών“width=”800” height=”530″/>

Κινούμενα σχέδια CRISPR σε κατσαρίδες. Πίστωση: Shirai et al./Μέθοδοι αναφοράς κελιών

Οι ερευνητές ανέπτυξαν μια προσέγγιση CRISPR-Cas9 για να επιτρέψουν την επεξεργασία γονιδίων στις κατσαρίδες, σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύτηκε από το Cell Press στις 16 Μαΐου στο περιοδικό. Μέθοδοι αναφοράς κελιών. Η απλή και αποτελεσματική τεχνική, που ονομάζεται «άμεσο γονικό» CRISPR (DIPA-CRISPR), περιλαμβάνει την έγχυση υλικών στα ενήλικα θηλυκά όπου αναπτύσσονται τα ωάρια και όχι τα ίδια τα έμβρυα.


«Κατά μία έννοια, οι ερευνητές εντόμων έχουν απαλλαγεί από την αμηχανία των ενέσεων αυγών», λέει ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Takaaki Daimon, από το Πανεπιστήμιο του Κιότο. «Μπορούμε πλέον να επεξεργαζόμαστε τα γονιδιώματα των εντόμων πιο ελεύθερα και κατά βούληση. Κατ’ αρχήν, αυτή η μέθοδος θα πρέπει να λειτουργεί για περισσότερο από το 90% των εντόμων. είδος.”

Οι τρέχουσες προσεγγίσεις γονιδιακής επεξεργασίας εντόμων απαιτούν συνήθως μικροέγχυση υλικών σε πρώιμα έμβρυα, περιορίζοντας σοβαρά την εφαρμογή του σε πολλά είδη. Για παράδειγμα, προηγούμενες μελέτες απέτυχαν να χειραγωγήσουν γενετικά τις κατσαρίδες λόγω του μοναδικού αναπαραγωγικού τους συστήματος. Επιπλέον, η επεξεργασία των γονιδίων των εντόμων απαιτεί συχνά ακριβό εξοπλισμό, πειραματική διάταξη για συγκεκριμένο είδος και υψηλά εκπαιδευμένο εργαστηριακό προσωπικό. «Αυτά τα προβλήματα με τις συμβατικές μεθόδους έχουν ταλαιπωρήσει ερευνητές που θέλουν να πραγματοποιήσουν επεξεργασία γονιδιώματος σε μια μεγάλη ποικιλία ειδών εντόμων», είπε ο Daimon.

Για να ξεπεράσουν αυτούς τους περιορισμούς, ο Daimon και οι συνεργάτες του έκαναν ένεση Cas9 ριβονουκλεοπρωτεΐνες (RNPs) στην κύρια σωματική κοιλότητα των ενήλικων θηλυκών κατσαρίδων για να εισαγάγουν κληρονομικές μεταλλάξεις στα αναπτυσσόμενα αυγά. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η αποτελεσματικότητα της επεξεργασίας γονιδίων – η αναλογία των επεξεργασμένων ατόμων επί του συνολικού αριθμού των εκκολαφθέντων ατόμων – θα μπορούσε να φτάσει το 22%. Στο κόκκινο αλεύρι σκαθάρι, το DIPA-CRISPR πέτυχε απόδοση άνω του 50%. Επιπλέον, οι ερευνητές έχουν δημιουργήσει γονίδια σκαθαριού knockin με ταυτόχρονη έγχυση μονόκλωνων ολιγονουκλεοτιδίων και Cas9 RNP, αλλά η αποτελεσματικότητα είναι χαμηλή και χρειάζεται περαιτέρω βελτίωση.

Η επιτυχημένη εφαρμογή του DIPA-CRISPR σε δύο εξελικτικά απομακρυσμένα είδη καταδεικνύει τις δυνατότητές του για χρήση σε μεγάλη κλίμακα. Αλλά η προσέγγιση δεν είναι άμεσα εφαρμόσιμη σε όλα τα είδη εντόμων, συμπεριλαμβανομένων των φρουτόμυγων. Επιπλέον, πειράματα έχουν δείξει ότι η πιο κρίσιμη παράμετρος για την επιτυχία είναι το στάδιο των ενήλικων θηλυκών που έλαβαν ένεση. Επομένως, το DIPA-CRISPR απαιτεί καλή γνώση της ανάπτυξης των ωοθηκών. Αυτό μπορεί να είναι δύσκολο σε ορισμένα είδη, λαμβάνοντας υπόψη τους διάφορους κύκλους ζωής και τις αναπαραγωγικές στρατηγικές των εντόμων.

Παρά αυτούς τους περιορισμούς, το DIPA-CRISPR είναι προσβάσιμο, πολύ βολικό και θα μπορούσε εύκολα να εφαρμοστεί σε εργαστήρια, επεκτείνοντας την εφαρμογή της επεξεργασίας γονιδίων σε μια ευρεία ποικιλία μοντέλων και μη μοντέλων. είδη εντόμων. Η τεχνική απαιτεί ελάχιστο εξοπλισμό για ένεση σε ενήλικες και μόνο δύο συστατικά – πρωτεΐνη Cas9 και RNA μεμονωμένου οδηγού – απλοποιούν σημαντικά τις διαδικασίες γονιδιακής επεξεργασίας. Επιπλέον, το πρότυπο Cas9 που διατίθεται στο εμπόριο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ένεση σε ενήλικες, εξαλείφοντας την ανάγκη για χρονοβόρα προσαρμοσμένη μηχανική της πρωτεΐνης.

«Βελτιώνοντας τη μέθοδο DIPA-CRISPR και καθιστώντας την ακόμη πιο αποτελεσματική και ευέλικτη, ίσως μπορέσουμε να επιτρέψουμε την επεξεργασία γονιδιώματος σε όλα σχεδόν τα περισσότερα από 1,5 εκατομμύρια είδη εντόμων, ανοίγοντας ένα μέλλον στο οποίο θα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε πλήρως τις απίστευτες βιολογικές λειτουργίες των εντόμων», λέει ο Daimon. «Καταρχήν, είναι επίσης πιθανό το γονιδίωμα άλλων αρθρόποδων να τροποποιηθεί χρησιμοποιώντας μια παρόμοια προσέγγιση. Αυτά περιλαμβάνουν γεωργικά και ιατρικά παράσιτα όπως τα ακάρεα και τα τσιμπούρια και σημαντικούς ιχθυοπόρους όπως οι γαρίδες και τα καβούρια».


Τα πρώτα εργαλεία επεξεργασίας γονιδίων στον κόσμο για τα τσιμπούρια μπορεί να βοηθήσουν στη μείωση των ασθενειών που μεταδίδονται από κρότωνες


Περισσότερες πληροφορίες:
Το Takaaki Daimon, το DIPA-CRISPR είναι μια απλή και προσιτή μέθοδος για την επεξεργασία γονιδίων εντόμων, Μέθοδοι αναφοράς κελιών (2022). DOI: 10.1016/j.crmeth.2022.100215. www.cell.com/cell-reports-meth … 2667-2375(22)00078-9

Παραθέτω, αναφορά: Το CRISPR είναι πλέον δυνατό στις κατσαρίδες (16 Μαΐου 2022) ανακτήθηκε στις 17 Μαΐου 2022 από https://phys.org/news/2022-05-crispr-cockroaches.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Εκτός από την ορθή χρήση για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν επιτρέπεται να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημέρωση.

READ  Fusions, twists και pentagons: η αρχιτεκτονική των κηρήθρων

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται.