Овој прв случај на генетска манипулација кај гуштер создаде модел на организам кој може да помогне да се добие понатамошно разбирање на еволуцијата и развојот на рептилите
CRISPR-Cas9 или едноставно CRISPR е уникатен, брз и ефтин ген алатка за уредување која овозможува уредување на геном со бришење, додавање или менување ДНК. Акронимот CRISPR е кратенка за „Кластери редовно меѓупросторни палиндромски повторувања“. Оваа алатка е едноставна и попрецизна од претходните методи користени за уредување ДНК.
Алатката CRISPR-Cas9 инјектира организми во фаза на зигот (една клетка) со конструкција на ДНК направена од (а) ензим Cas9 кој делува како „ножици“ и може да пресече или избрише дел од ДНК, (б) водичка РНК – низа која одговара на целниот ген и на тој начин го води ензимот Cas9 до целната локација. Штом ќе се исече целниот дел од ДНК, машинеријата за поправка на ДНК на клетката повторно ќе се приклучи на преостанатата нишка и, во тој процес, ќе го замолчи таргетираниот ген. Или генот може да се „коригира“ со користење на нов модифициран образец на ДНК во процес наречен како поправка насочена кон хомологија. Така, алатката CRISPR-Cas9 овозможува генетски модификации со инјектирање генско уредување раствори во едноклеточно оплодено јајце. Овој процес предизвикува генетска промена (мутација) во сите последователни клетки кои се произведуваат со што влијае на функцијата на генот.
Иако CRISPR-Cas9 рутински се користи кај многу видови, вклучувајќи риби, птици и цицачи, досега не беше успешен во генетски манипулирање со влекачи. Ова е првенствено поради две бариери. Прво, женските влекачи ја складираат спермата долгорочно во нивниот јајцевод што го отежнува точното време на оплодување. Второ, физиологијата на јајцата на влекачите има многу карактеристики како што се свитливи лушпи од јајца, кревкост без воздушен простор внатре што го прави предизвик да се манипулира со ембрионите без да се предизвика руптура или оштетување.
Во една статија поставена на bioRxiv на 31 март 2019 година, истражувачите пријавија развој и тестирање на начин за користење на CRISPR-Cas9 монтажа на гени кај влекачи за прв пат. Видот на рептил избран во студијата бил тропски гуштер се нарекува Anolis sagrei или почесто кафеава анола која е широко распространета на Карибите. Гуштерите во студијата се собрани од див регион во Флорида, САД. Овој вид е идеално погоден за проучување поради неговата минијатурна големина, долгата сезона на размножување и релативно краткото просечно време помеѓу две генерации.
За да се надминат ограничувањата со кои моментално се соочуваат влекачите, истражувачите микроинјектираа CRISPR компоненти во незрели неоплодени јајца додека јајцата сè уште беа во јајниците на женските гуштери пред оплодувањето. Тие го таргетираа генот на тирозиназа кој произведува ензим кој ја контролира пигментацијата на кожата кај гуштери и ако овој ген се отстрани, гуштерот би се родил како албино. Овој јасен фенотип на пигментација беше причина да се избере генот на тирозиназа. Микроинјектираните јајце клетки потоа созреваат внатре во женката и последователно природно се оплодуваат со внесена машка или складирана сперма.
Како резултат на тоа, четири албино гуштери беа родени неколку недели подоцна, потврдувајќи дека генот тирозиназа е деактивиран и монтажа на гени процесот беше успешен. Бидејќи потомството содржело уреден ген од двајцата родители, јасно е дека компонентите на CRISPR останале активни многу подолго во незрелиот ооцит на мајката и по оплодувањето мутирал на татковските гени. Така, мутантните албино гуштери покажаа манипулирана тирозиназа во гените наследени и од мајката и од таткото бидејќи албинизмот е особина наследена од двајцата родители.
Ова е прва студија за ефикасно производство на генетски модифицирани рептили. Истражувањето би можело да работи на сличен начин кај други видови гуштери како змиите за кои досегашните пристапи биле неуспешни. Оваа работа може да помогне да се добие понатамошно разбирање за еволуцијата и развојот на рептилите.
***
{Оваа студија во моментов е поднесена за рецензија. Може да ја прочитате верзијата за претходно печатење со кликнување на врската DOI дадена подолу во списокот со цитирани извори}
Извор (и)
Rasys AM et al. 2019. Предпечатење. CRISPR-Cas9 Уредување на гените во гуштери преку микроинјекција на неоплодени ооцити. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/591446
