КРИСПР

Sep 02, 2023

Заполните форму ниже, и мы вышлем вам по электронной почте PDF-версию документа «CRISPR-Cas9 повышает потенциал коловратки в качестве лабораторного инструмента».

Заполните форму ниже, чтобы разблокировать доступ ко ВСЕМ аудиостатьям.

Многое в крошечных плавающих коловратках делает их идеальными объектами для изучения. Хотя эти прозрачные животные едва заметны невооруженным глазом, их внутренности легко рассмотреть под микроскопом. Более того, они легко растут в лабораторной культуре, предлагая ученым возможность взглянуть на их уголки животного царства, которую иначе было бы трудно получить.

Однако, хотя коловратки уже более века используются экспериментально многими исследовательскими группами, учёным до сих пор не хватает возможности легко манипулировать генетикой коловраток, что накладывает жёсткие ограничения на эксперименты, которые они могут проводить с этими животными.

Совместные усилия Кристин Гриббл и Дэвида Марка Уэлча из Морской биологической лаборатории (MBL) преодолели эту проблему, разработав метод точного изменения геномов коловраток с помощью системы редактирования генов CRISPR-Cas9. В экспериментах, описанных в PLOS Biology, их команда отредактировала два гена и добавила генетическую последовательность, чтобы произвести изменения, которые коловратки передавали из поколения в поколение.

Подпишитесь на ежедневный информационный бюллетень Technology Networks, чтобы каждый день доставлять последние научные новости прямо на ваш почтовый ящик.

«Наш метод оказался очень практичным способом довольно быстро создать большое количество генетически измененных коловраток», — сказал Марк Уэлч, старший научный сотрудник MBL и директор Центра сравнительной молекулярной биологии и эволюции Жозефины Бэй Пол.

Это достижение не только принесет пользу его лаборатории и лаборатории Гриббла, которые используют коловраток для изучения биологии старения, механизмов восстановления ДНК и других фундаментальных вопросов, но и «откроет поле, позволяющее большему количеству людей работать с этими животными», сказал Марк Уэлч. .

Некоторые живые существа — например, бактерия E. coli, плодовые мухи и мыши — прочно зарекомендовали себя в качестве модельных организмов, которые ученые регулярно используют в исследованиях. Однако вместе взятые они не отражают адекватно всего разнообразия жизни.

Команда MBL стремится добавить коловраток в эту группу генетически управляемых организмов, потому что, будучи крошечными беспозвоночными, имеющими тесные связи с предками современных животных, они предлагают важный взгляд на эволюцию, развитие и другие аспекты биологии.

Чтобы разработать коловраток в качестве модельных организмов, исследователям необходима возможность изменять геномы этих животных. В 2017 году временный директор MBL Мелина Хейл из Чикагского университета предоставила Грибблу и Марку Уэлчу финансирование для разработки метода для этого с использованием CRISPR-Cas9. Цель культивирования большего разнообразия модельных организмов позже была официально оформлена как инициатива MBL «Новые исследовательские организмы».

CRISPR-Cas9, который сейчас широко используется в исследованиях, производит точные разрезы в ДНК, которые исследователи используют для отключения или изменения генов. Однако сначала они должны внедрить систему CRISPR в животных.

Мелкие пылинки размером с опилки, носящиеся в воде, коловратки представляют собой необычайно сложную цель. После многих безуспешных попыток удержать их в неподвижном состоянии первый автор Хайян Фэн, в то время постдокторант в MBL, нашел решение: погрузив их в высоковязкий раствор и введя низкую дозу анестетика, он замедлил животных настолько, что они могли схватить их. их по одному с легким отсасыванием через полую иглу.

Поставив на место животное, всегда являющееся самкой, он ввел систему редактирования генов в ту часть его тела, которая снабжает яйца питательными веществами. Потомство, вылупившееся из этих яиц, несло мутации, которые они передали своему потомству.

Таким образом команда инактивировала васа, ген, имеющий решающее значение для развития животных, в результате чего коловратки перестали размножаться через несколько поколений. Отключив второй ген, mlh3, они помешали коловраткам производить потомство мужского пола. И, наконец, добавив в mlh3 участок генетического кода, содержащий инструкции «стоп», они добились того же эффекта.