Una tecnología diseñada para mejorar la edición del gen CRISPR-Cas9 en mosquitos y otros artrópodos tiene éxito con un alto grado de eficiencia, al tiempo que elimina la necesidad de una microinyección difícil de material genético, según los investigadores.
Estos resultados podrían allanar el camino para que los científicos examinen una amplia gama de artrópodos, e incluso algunos vertebrados, para manipular más fácilmente la expresión génica para investigaciones fundamentales y aplicaciones prácticas como el control de enfermedades transmitidas por vectores como el virus del Zika y la malaria,eliminación de plagas de insectos agrícolas y potencialmente terapia génica para la salud humana y animal.
CRISPR - Repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente entrecruzadas - es una forma relativamente nueva y revolucionaria de modificar el genoma de un organismo mediante la entrega precisa de una enzima de corte de ADN, Cas9, a una región específica de ADN. La mutación resultante puede eliminar o reemplazarpiezas específicas de ADN, promoviendo o deshabilitando ciertos rasgos.
Los enfoques actuales en los artrópodos se basan en administrar el Cas9 de edición de genes directamente a los huevos mediante microinyección embrionaria, un proceso difícil e ineficiente que funciona solo en un pequeño número de especies, señaló Jason Rasgon, profesor de entomología y epidemiología de enfermedades, Penn State Collegede Ciencias Agrícolas.
"Además, la microinyección puede dañar los huevos y requiere un equipo costoso y capacitación para implementar", dijo. "Estas restricciones limitan drásticamente el uso de la tecnología CRISPR-Cas9 en diversas especies".
Para abordar estas limitaciones, el laboratorio de Rasgon desarrolló ReMOT Control - Transducción de carga de ovario mediada por receptor - un método que según los investigadores puede entregar carga Cas9 a una porción específica del genoma mediante una fácil inyección en la sangre de artrópodos femeninos, dondese puede introducir en los huevos en desarrollo a través de receptores en el ovario.
Rasgon explicó que durante la maduración del ovario y el óvulo, los mosquitos y otros artrópodos sintetizan proteínas de la yema, que se secretan en la sangre y se absorben en los ovarios. El equipo planteó la hipótesis de que las moléculas derivadas de estas proteínas de la yema podrían fusionarse con la carga Cas9 y entregarsedentro del huevo a los niveles necesarios para lograr la edición del genoma en el embrión, evitando la necesidad de microinyección embrionaria.
En el proceso de probar esta hipótesis en Aedes aegypti, un mosquito que puede propagar patógenos como el dengue, el chikungunya, el zika y los virus de la fiebre amarilla, el equipo identificó un péptido conocido como P2C, un ligando que es reconocido por los receptores ováricos ytambién funciona en otras cinco especies de mosquitos.
Para mostrar visualmente que P2C podría lograr la absorción en el ovario, los investigadores inyectaron el péptido, infundido con proteína verde fluorescente, en los mosquitos. Posteriormente encontraron fluorescencia en más del 98 por ciento de los ovocitos primarios.
Para los experimentos de edición de genes, los científicos apuntaron a un gen que, cuando se elimina, da como resultado un color de ojos blanco en lugar de oscuro, proporcionando un fenotipo visible para ayudar en la detección. Descubrieron que P2C, cuando se unía con la enzima Cas9, eracapaz de entregar la carga de edición de genes al ovario, donde se logró la mutación deseada con una alta tasa de eficiencia, lo que resulta en una descendencia genéticamente modificada.
Los resultados del estudio, publicado recientemente en Comunicaciones de la naturaleza , demuestre que, en comparación con la inyección de embriones, la edición de genes por ReMOT Control es eficiente y técnicamente mucho más fácil de lograr, según Rasgon.
"Mientras que el aparato de microinyección puede costar miles de dólares y requiere una amplia capacitación para usarlo, el equipo para las inyecciones de ReMOT Control cuesta aproximadamente $ 2, y la técnica se puede aprender en menos de una hora", dijo.
"El costo más bajo y la facilidad de las inyecciones para adultos hacen de este método una mejora sustancial sobre las técnicas existentes de inyección de embriones, poniendo la capacidad de edición de genes al alcance de laboratorios no especializados y potencialmente revolucionando la amplia aplicación de la genética funcional de artrópodos".
Otros investigadores en el documento son Duverney Chaverra-Rodriguez, Vanessa Macías y Donghun Kim, académicos posdoctorales en entomología, Penn State; Grant Hughes, profesor asistente de patología, Rama Médica de la Universidad de Texas; Sujit Pujhari, profesor asistente de investigación de entomología,Penn State; Yasutsugu Suzuki, erudito postdoctoral en virología, Institut Pasteur; y David Peterson y Sage McKeand, estudiantes universitarios, Penn State.
Los Institutos Nacionales de Salud - Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas; la Fundación Nacional de Ciencias; el Departamento de Agricultura de los EE. UU. - Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura; y el Departamento de Salud de Pensilvania que utiliza los fondos de liquidación de tabaco apoyaron este trabajo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Original escrito por Chuck Gill. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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