Investigadores de la Universidad de California, Riverside han desarrollado mosquitos transgénicos que expresan establemente la enzima Cas9 en su línea germinal. La adición de Cas9 permitirá el uso de la herramienta de edición de genes CRISPR para realizar cambios eficientes y específicos en el ADN de los mosquitos.
Como prueba de concepto, los investigadores utilizaron el sistema para interrumpir el desarrollo de la cutícula, las alas y los ojos, produciendo mosquitos completamente amarillos, de tres ojos y sin alas. Su objetivo a largo plazo es utilizar los mosquitos que expresan Cas9 junto con otra tecnología:- llamados impulsos genéticos - para insertar y diseminar genes que suprimen los insectos mientras evitan la resistencia que la evolución típicamente favorecería. Aedes aegypti son los principales portadores de virus del dengue, chikungunya, fiebre amarilla y zika, y se están volviendo rápidamente resistentes a los pesticidas de uso común.
Publicado hoy en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias PNAS el estudio fue dirigido por Omar Akbari, profesor asistente de entomología en la Facultad de Ciencias Naturales y Agrícolas de la UCR y miembro del Instituto de Biología Integrativa del Genoma de la universidad.
Los esfuerzos anteriores para usar la edición del genoma para evitar que los mosquitos propaguen patógenos se han visto obstaculizados por las bajas tasas de mutación, la supervivencia deficiente de los mosquitos editados y la transmisión ineficiente de genes alterados a la descendencia. Akbari y sus colegas desarrollaron mosquitos transgénicos que expresan establemente una enzima bacteriana Cas9en la línea germinal, lo que permite una edición del genoma altamente eficiente utilizando el sistema CRISPR. CRISPR funciona como un par de tijeras moleculares, cortando y reemplazando secuencias de ADN específicas basadas en una guía de ácido ribonucleico ARN. En el documento, el equipo utilizó el sistema parainterrumpen los genes que controlan la visión, el vuelo y la alimentación, lo que resulta en mosquitos con un ojo adicional, alas malformadas y defectos en el color de los ojos y la cutícula, entre otros cambios.
Akbari dijo que estas cepas representan el primer paso hacia el uso de sistemas de impulso genético para controlar las poblaciones de mosquitos y reducir las enfermedades que transmiten.
"Estas cepas Cas9 se pueden usar para desarrollar unidades de genes divididos que son una forma de unidad de genes mediante la cual la Cas9 y los ARN guía se insertan en loci genómicos separados y dependen unos de otros para propagarse. Esta es la forma más segurapara desarrollar y probar las unidades genéticas en el laboratorio para garantizar que no se propague a la naturaleza ", dijo Akbari.
Las unidades de genes aumentan en gran medida las probabilidades de que un gen o un conjunto de genes se transmitan a la descendencia, del 50 por ciento al 99 por ciento. Este número puede aumentar potencialmente al 100 por ciento cuando un gen objetivo se interrumpe en múltiples sitios, una técnicallamado multiplexación que recientemente ha sido modelado matemáticamente por Akbari y sus colegas en UC Berkley.
Los impulsos genéticos se pueden utilizar para sesgar la herencia genética en favor de genes autodestructivos de rápida propagación, como los que alteran la fertilidad, y podrían ser una forma ecológica y rentable de suprimir las poblaciones de insectos que transmiten enfermedades.
"Deben realizarse los siguientes pasos para identificar las secuencias reguladoras que pueden usarse para expresar los ARN guía del genoma, y una vez que se identifiquen estas secuencias, los impulsos genéticos en desarrollo en la especie deberían ser llave en mano", dijo Akbari.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - Riverside . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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