Уређивање гена ЦРИСПР је сада могуће код бубашваба

Цртани филм ЦРИСПР у бубашвабама. Заслуге: Схираи ет ал./Целл Репортинг Метходс

Према истраживачком раду објављеном у часопису Методе извештавања о ћелијама Би Целл Пресс 16. маја^и2022. истраживачи су креирали технологију ЦРИСПР-Цас9 како би омогућили уређивање гена код бубашваба. Директна и ефикасна ЦРИСПР (ДИПА-ЦРИСПР) процедура укључује убризгавање супстанци у одрасле женке где јаја расту, а не сами ембриони.

„У извесном смислу, истраживачи инсеката су били ослобођени непријатности убризгавања јаја“, каже виши аутор студије Такааки Даимон са Универзитета Кјото. Сада можемо слободније и по сопственој вољи модификовати геноме инсеката. У принципу, овај метод би требало да функционише за више од 90% врста инсеката.

Тренутне методе за уређивање гена инсеката обично захтевају микроињекцију материјала у ране ембрионе, озбиљно ограничавајући њихову примену на многе врсте. На пример, претходне студије нису истраживале генетску манипулацију бубашваба због њиховог јединственог репродуктивног система. Поред тога, уређивање гена инсеката често захтева скупу опрему, специфичну експерименталну поставку за сваку врсту и високо квалификовано лабораторијско особље. „Ови проблеми са конвенционалним методама су мучили истраживаче који желе да изврше уређивање генома на различитим врстама инсеката“, каже Дејмон.

Да би превазишли ова ограничења, Дамон и његови сарадници су убризгали Цас9 рибонуклеопротеине (РНП) у главну телесну шупљину одраслих женки цврчака како би увели генетске мутације у јајне ћелије у развоју. Резултати су показали да ефикасност уређивања гена – удео модификованих јединки од укупног броја излежених јединки – може да буде чак 22%. Код црвеног брашна ДИПА-ЦРИСПР је постигао ефикасност од преко 50%. Штавише, истраживачи су произвели смртоносне генетске бубе заједничким убризгавањем једноланчаних олигонуклеотида и Цас9 РНП-а, али ефикасност је ниска и требало би је даље побољшати.

Успешна примена ДИПА-ЦРИСПР-а код две еволутивно удаљене врсте показује његову широку употребу. Али овај приступ није директно применљив на све врсте инсеката, укључујући воћне мушице. Поред тога, експерименти су показали да је најважнији фактор за успех фаза ињекције одраслих женки. Као последица тога, ДИПА-ЦРИСПР захтева добро познавање развоја јајника. Ово може бити изазовно код неких врста, због различите животне историје и репродуктивних стратегија инсеката.

Упркос овим ограничењима, ДИПА-ЦРИСПР је приступачан, веома практичан и лако се примењује у лабораторијама, проширујући примену уређивања гена на различите моделне и немоделне врсте инсеката. Ова технологија захтева минималну опрему за убризгавање одраслих, и само две компоненте – Цас9 протеин и један водич[{“ attribute=““>RNA—greatly simplifying procedures for gene editing. Moreover, commercially available, standard Cas9 can be used for adult injection, eliminating the need for time-consuming custom engineering of the protein.

“By improving the DIPA-CRISPR method and making it even more efficient and versatile, we may be able to enable genome editing in almost all of the more than 1.5 million species of insects, opening up a future in which we can fully utilize the amazing biological functions of insects,” Daimon says. “In principle, it may be also possible that other arthropods could be genome edited using a similar approach. These include agricultural and medical pests such as mites and ticks, and important fishery resources such as shrimp and crabs.”

Reference: “DIPA-CRISPR is a simple and accessible method for insect gene editing” by Yu Shirai, Maria-Dolors Piulachs, Xavier Belles and Takaaki Daimon, 16 May 2022, Cell Reports Methods.
DOI: 10.1016/j.crmeth.2022.100215

This work was supported by funding from JSPS KAKENHI, JSPS Open Partnership Joint Research Projects, Spanish Ministry of Innovation and Competitiveness, and CSIC-Spain, and in part by Cabinet Office, Government of Japan, Cross-ministerial Moonshot Agriculture, Forestry and Fisheries Research and Development Program.