Albinosų oposumas įrodo, kad CRISPR veikia ir sterbliniams gyvūnams

Rikenas

Pelės: patikrinkite. Driežai: patikrinkite. Kalmarai: patikrinkite. Marsupials… patikrinkite.

CRISPR buvo naudojamas modifikuoti pomidorų, žmonių ir beveik visko tarp jų genus. Vis dėlto dėl savo unikalios reprodukcinės biologijos ir santykinai retumo laboratorinėse aplinkose marsupials iki šiol išvengė CRISPR skubėjimo.

Japonijos RIKEN instituto, nacionalinės tyrimų įstaigos, tyrėjų komanda panaudojo technologiją Pietų Amerikos oposumo rūšies genams redaguoti. Rezultatai buvo aprašyti a naujas studijuoti išleistas šiandien žurnale Current Biology. Gebėjimas koreguoti marsupial genomus galėtų padėti biologams daugiau sužinoti apie gyvūnus ir panaudoti juos imuniniam atsakui, vystymosi biologijai ir net tokioms ligoms kaip melanoma tirti.

Labai džiaugiuosi matydamas šį popierių. Tai pasiekimas, kurio nemaniau, kad tai įvyks per mano gyvenimą, sako Johnas VandeBergas , tyrime nedalyvavęs Teksaso universiteto Rio Grande slėnio genetikas.

Sunkumai, susiję su genetiškai modifikuojant sterblinius gyvūnus, buvo mažiau susiję su CRISPR, o ne su dygliuotųjų reprodukcinės biologijos subtilybėmis. Hiroshi Kiyonari , pagrindinis naujojo tyrimo autorius.

Susijusi istorija

Dėl genų redagavimo kiaulės tapo atsparios mirtinai epidemijai

Vykdomas didelis projektas, skirtas ligoms atsparioms kiaulėms naudojant CRISPR pakeisti jų DNR. Ar šalia yra žmonės?

Nors kengūros ir koalos yra labiau žinomos, tyrėjai, tiriantys sterblinius gyvūnus, dažnai naudoja oposumus laboratoriniams eksperimentams, nes jie yra mažesni ir lengviau prižiūrimi. Pilki trumpauodegiai oposumai, tyrime naudotos rūšys, yra giminingos baltaveidžiams Šiaurės Amerikos oposams, tačiau jie yra mažesni ir neturi maišelio.

RIKEN mokslininkai naudojo CRISPR, kad ištrintų arba pašalintų geną, koduojantį pigmento gamybą. Nutaikymas į šį geną reiškė, kad jei eksperimentai pasiteisintų, rezultatai būtų akivaizdūs iš pirmo žvilgsnio: oposumai būtų albinosai, jei būtų išmuštos abi geno kopijos, o ištrynus vieną kopiją – margi arba mozaika.

Gautoje vadoje buvo vienas albinosas ir vienas mozaikinis oposumas (pavaizduota aukščiau). Tyrėjai taip pat išvedė abu, todėl susidarė visiškai albinosinių oposų vada, o tai rodo, kad spalva buvo paveldima genetinė savybė.

Tyrėjai turėjo įveikti keletą kliūčių, norėdami redaguoti oposumo genomą. Pirmiausia jie turėjo nustatyti hormonų injekcijų laiką, kad gyvūnai būtų paruošti nėštumui. Kitas iššūkis buvo tai, kad netrukus po apvaisinimo kiaušialąstės aplink juos susidaro storas sluoksnis, vadinamas gleiviniu apvalkalu. Tai apsunkina CRISPR gydymo injekciją į ląsteles. Pirmaisiais bandymais adatos neprasiskverbtų į ląsteles arba jas pažeistų, todėl embrionai negalėtų išgyventi, sako Kiyonari.

Tyrėjai suprato, kad būtų daug lengviau sušvirkšti ankstesniame etape, kol kiaušinio danga dar netaps per kieta. Pakeitę, kai laboratorijose užgeso šviesa, mokslininkai paskatino oposumus poruotis vėliau vakare, kad kiaušiniai būtų paruošti darbui ryte, maždaug po pusantros dienos.

Tada mokslininkai panaudojo įrankį, vadinamą pjezoelektriniu grąžtu, kuris naudoja elektros krūvį, kad lengviau prasiskverbtų pro membraną. Tai padėjo jiems suleisti ląsteles jų nepažeidžiant.

Manau, kad tai neįtikėtinas rezultatas, sako Richardas Behringeris , Teksaso universiteto genetikas. Jie parodė, kad tai galima padaryti. Dabar atėjo laikas atlikti biologiją, priduria jis.

Oposumai buvo naudojami kaip laboratoriniai gyvūnai nuo aštuntojo dešimtmečio, o mokslininkai bandė redaguoti jų genus mažiausiai 25 metus, sako VandeBergas, kuris 1978 m. pradėjo bandyti sukurti pirmąją laboratorinę oposumų koloniją. genomas visiškai sekvenuotas , 2007 m.

Lyginamieji biologai tikisi, kad gebėjimas genetiškai modifikuoti oposumus padės jiems daugiau sužinoti apie kai kuriuos unikalius marsupial biologijos aspektus, kurie dar turi būti iššifruoti. Mes randame genų ir marsupial genomų, kurių neturime, todėl susidaro šiek tiek paslapties, ką jie daro, sako Robas Milleris , imunologas iš Naujosios Meksikos universiteto, kuris savo tyrimuose naudoja oposumus.

Dauguma stuburinių turi dviejų tipų T ląsteles, vieną iš imuninės sistemos komponentų (o driežai turi tik vieną tipą). Tačiau marsupials, įskaitant oposumus, turi trečią tipą, o tyrėjai nėra tikri, ką jie daro ir kaip dirba. Galimybė pašalinti ląsteles ir pamatyti, kas atsitiks, arba išmušti kitas imuninės sistemos dalis, gali padėti jiems išsiaiškinti, ką daro ši paslaptinga ląstelė, sako Milleris.

Oposumai taip pat naudojami kaip kai kurių žmonių ligų modeliai. Jie yra vieni iš nedaugelio žinduolių, kurie suserga melanoma (odos vėžys), kaip ir žmonės.

Kita įdomi oposumų savybė yra ta, kad jie gimsta vos po 14 dienų, ty vos daugiau nei ląstelių kamuoliukai su dilbiais, padedančiais nuskaityti ant motinos krūtinės. Šios mažos želė pupelės išvysto akis, nugaros galūnes ir nemažą imuninės sistemos dalį, kai jos jau iškeliauja į pasaulį.

Kadangi daugelis jų vystosi po gimimo, jų augimą tirti ir manipuliuoti gali būti daug lengviau nei atlikti panašų darbą su kitais laboratoriniais gyvūnais, pavyzdžiui, pelėmis. Kiyonari sako, kad jo komanda ieško kitų būdų, kaip pakoreguoti oposumo genus, kad galėtų ištirti gyvūnų organų vystymąsi.

Milleris ir kiti tyrinėtojai tikisi, kad genų modifikuoti oposumai padės jiems padaryti naujų atradimų apie biologiją ir apie mus pačius. Kartais lyginamoji biologija atskleidžia, kas iš tikrųjų svarbu, sako jis. „Mūsų bendri dalykai turi būti esminiai, o skirtingi dalykai yra įdomūs.

paslėpti