Новая технология улучшает редактирование генов CRISPR-Cas9 у комаров и других видов
Технология, разработанная для улучшения редактирования генов CRISPR-Cas9 у комаров и других членистоногих, демонстрирует высокую эффективность и устраняет необходимость в сложной микроинъекции генетического материала в эмбрионы.
Эти результаты могут открыть путь для более простого манипулирования экспрессией генов у широкого спектра членистоногих и даже некоторых позвоночных. Это важно как для фундаментальных исследований, так и для практических приложений: борьбы с переносимыми насекомыми болезнями (вирусы Зика, малярия), уничтожения сельскохозяйственных вредителей и потенциальной генной терапии для здоровья человека и животных.
Текущие подходы у членистоногих основаны на доставке редактирующего гены фермента Cas9 непосредственно в яйца с помощью эмбриональной микроинъекции. Этот процесс сложен, неэффективен и работает лишь для небольшого числа видов.
Чтобы решить эти проблемы, лаборатория Джейсона Расгона (Университет штата Пенсильвания) разработала метод ReMOT Control (Receptor-Mediated Ovary Transduction of Cargo). Он позволяет доставить груз Cas9 к целевой части генома с помощью простой инъекции в кровь самок членистоногих. Груз попадает в развивающиеся яйца через рецепторы в яичниках.
Исследователи выявили, что во время созревания яичников и яиц комары синтезируют белки желтка, которые секретируются в кровь и захватываются яичниками. Они предположили, что молекулы, производные от этих белков, можно слить с грузом Cas9 и доставить в яйцо в количествах, необходимых для редактирования генома эмбриона.
В ходе тестирования этой гипотезы на комаре Aedes aegypti (переносчик лихорадок денге, чикунгунья, Зика и жёлтой лихорадки) команда идентифицировала пептид P2C. Этот лиганд распознаётся овариальными рецепторами и функционирует также у пяти других видов комаров.
Эксперименты по редактированию генов нацелились на ген, "выключение" которого приводит к белой, а не тёмной окраске глаз — видимому фенотипу для скрининга. Оказалось, что P2C, связанный с ферментом Cas9, способен доставить редактирующий груз в яичник. Желаемая мутация достигалась с высокой эффективностью, приводя к генетически модифицированному потомству.
По сравнению с инъекцией в эмбрион, редактирование генов с помощью ReMOT Control эффективно и технически намного проще.
- Аппарат для микроинъекции стоит тысячи долларов и требует обширного обучения.
- Оборудование для инъекций по методу ReMOT Control стоит около $2, а технике можно научиться менее чем за час.
Более низкая стоимость и простота инъекций взрослым особям делают этот метод существенным улучшением существующих техник, расширяя доступ к редактированию генов для неспециализированных лабораторий.