Японские ученые упростили метод CRISPR/Cas9 и испытали его на тараканах - Поиск - новости науки и техники
Поиск - новости науки и техники

Японские ученые упростили метод CRISPR/Cas9 и испытали его на тараканах

17.05.2022

Исследователи разработали подход CRISPR-Cas9, позволяющий редактировать гены тараканов, согласно исследованию, опубликованному в журнале Cell Reports Methods. Простая и эффективная техника, называемая «прямой родительский» CRISPR (DIPA-CRISPR), включает в себя введение материалов во взрослых самок, где развиваются яйца, а не в сами эмбрионы.

«В каком-то смысле исследователи насекомых избавились от раздражающих инъекций яиц», — говорит старший автор исследования Такааки Даймон из Киотского университета. – Теперь мы можем редактировать геномы насекомых более свободно и по своему желанию. В принципе, этот метод должен работать для более чем 90% видов насекомых».

Современные подходы к редактированию генов насекомых обычно требуют микроинъекций материалов в ранние эмбрионы, что сильно ограничивает их применение для многих видов. Например, прошлые исследования не привели к генетическим манипуляциям с тараканами из-за их уникальной репродуктивной системы. Кроме того, редактирование генов насекомых часто требует дорогостоящего оборудования, специальной экспериментальной установки для каждого вида и высококвалифицированного лабораторного персонала. «Эти проблемы с традиционными методами беспокоят исследователей, которые хотят выполнить редактирование генома самых разных видов насекомых», — говорит Даймон.

Чтобы преодолеть эти ограничения, Даймон и его сотрудники вводили рибонуклеопротеины Cas9 (RNP) в основную полость тела взрослых самок тараканов, чтобы ввести наследуемые мутации в развивающихся яйцеклетках. Результаты показали, что эффективность редактирования генов — доля отредактированных особей от общего числа вылупившихся особей — может достигать 22%. У красного мучного жука эффективность DIPA-CRISPR составила более 50%. Кроме того, исследователи создали жуков-нокаутер путем совместного введения одноцепочечных олигонуклеотидов и РНП Cas9, но эффективность низкая и требует дальнейшего улучшения.

Успешное применение DIPA-CRISPR у двух эволюционно далеких видов демонстрирует его потенциал для широкого применения. Но этот подход не применим напрямую ко всем видам насекомых, включая плодовых мушек. Кроме того, эксперименты показали, что наиболее важным параметром успеха является стадия инъецируемых взрослых самок. В результате DIPA-CRISPR требует хороших знаний о развитии яичников. У некоторых видов это может быть сложной задачей, учитывая разнообразный жизненный цикл и репродуктивные стратегии насекомых.

Несмотря на эти ограничения, DIPA-CRISPR доступен, очень практичен и может быть легко реализован в лабораториях, расширяя применение редактирования генов на широкий спектр модельных и немодельных видов насекомых . Этот метод требует минимального оборудования для инъекций взрослым и всего двух компонентов — белка Cas9 и однонаправленной РНК, что значительно упрощает процедуры редактирования генов. Более того, коммерчески доступный стандартный Cas9 можно использовать для инъекций взрослым, что устраняет необходимость трудоемкой индивидуальной разработки белка.

«Усовершенствовав метод DIPA-CRISPR и сделав его еще более эффективным и универсальным, мы сможем сделать возможным редактирование генома почти всех из более чем 1,5 миллиона видов насекомых, открывая будущее, в котором мы сможем в полной мере использовать удивительные биологические функции насекомых», — говорит Даймон. «В принципе, также возможно, что геном других членистоногих может быть отредактирован с использованием аналогичного подхода. К ним относятся сельскохозяйственные и медицинские вредители, такие как клещи и клещи, а также важные рыбные ресурсы, такие как креветки и крабы».

Фото: cell.com

 

Источник

Нет комментариев

Загрузка...
Новости СМИ2