Investigadores del Centro RIKEN de Investigación de Dinámica de Biosistemas BDR han logrado crear el primer marsupial modificado genéticamente. Este estudio, publicado en la revista científica Biología actual , contribuirá a descifrar el trasfondo genético de características únicas observadas solo en marsupiales.
Los animales genéticamente modificados, en particular los ratones y las ratas, son herramientas extremadamente importantes para investigar los procesos biológicos. Por ejemplo, los investigadores a menudo silencian los genes para averiguar cuáles son sus funciones normales. Dado que los marsupiales tienen características únicas, estudiarlos requiere desarrollar un modelo animal representativo.. Hasta la fecha, la mejor opción es la zarigüeya, que se cree que es el antepasado de todos los marsupiales. El primer marsupial en tener su genoma completo secuenciado, la zarigüeya es un buen animal modelo porque su tamaño y características de reproducción son similares a las deratones y ratas.
Al igual que otros marsupiales, la zarigüeya tiene una variedad de características que no se encuentran en otros mamíferos. Se desarrolla sin una placenta funcional y las crías nacen prematuramente. Como los humanos, pero no otros mamíferos no marsupiales, simplemente contrae cáncer de pielpor exposición a la luz ultravioleta. También a diferencia de otros mamíferos, las crías de zarigüeya recién nacidas con lesiones en la médula espinal tienen la capacidad de curarse naturalmente. Debido a estas características únicas, el estudio de la biología marsupial está ganando interés. Sin embargo, ha sido difícil analizar su genética subyacentesin tecnología establecida para modificar genéticamente marsupiales. Ahora, un equipo de investigación dirigido por Hiroshi Kiyonari en RIKEN BDR está aprovechando la nueva tecnología de edición de genes para poner en marcha la investigación de zarigüeyas.
La edición del genoma requiere la recolección sistemática de huevos fertilizados, ya que la solución para la edición del genoma se inyecta en los huevos fertilizados. Dado que las zarigüeyas tienen un ciclo de celo largo y un fuerte sentido de territorialidad, una pareja tarda aproximadamente una semana en aparearse inclusosi viven juntas, lo que dificulta continuar con el experimento de manera sistemática. El equipo de investigación administró una hormona utilizada en ratones y otros animales de laboratorio para estimular el estro en las hembras, y logró acortar significativamente el tiempo requerido para el apareamiento.
Se requiere el trasplante del embrión en una madre sustituta para generar un óvulo fertilizado con genoma editado. Como se hizo en ratones y ratas, los investigadores transfirieron el óvulo fertilizado al útero de una zarigüeya hembra fértil y obtuvieron crías con éxito.es el primer caso en el que se ha establecido tecnología de transferencia de embriones en marsupiales.
Por lo general, la solución necesaria para la edición del genoma se inyecta en el óvulo fertilizado con una aguja fina. Sin embargo, dado que el óvulo fertilizado de la zarigüeya está rodeado por una capa gruesa de proteínas y una estructura dura parecida a una cáscara, la aguja de inyección no puede penetrar"Uno de los trucos de nuestro éxito", explica Kiyonari, "fue utilizar un elemento piezoelectrónico junto con la aguja, lo que permitió que la aguja penetrara la capa dura y la capa gruesa que rodea el huevo. El piezo ha hecho posiblepara inyectar cigotos sin daño significativo. "
Para confirmar la metodología general, los investigadores se enfocaron en un gen responsable de producir pigmentos corporales. Cuando este gen se interrumpe, el pigmento no se puede producir y la piel carece de color. Algunas de las crías obtenidas de este experimento eran albinas y sus genes fueron heredados porla próxima generación, por lo tanto, esto representa la primera edición de genes exitosa en marsupiales.
Ahora que se ha establecido el proceso, los investigadores pueden concentrarse en responder todas sus preguntas sobre la biología marsupial. "Los marsupiales representan una de las tres subclases de mamíferos existentes con una serie de características únicas que no comparten otros mamíferos. Habiendo establecido la tecnología en esta pruebaComo un experimento de concepto, los estudios futuros pueden crear marsupiales genéticamente modificados que afectarán los campos de la embriología de mamíferos, la impronta genómica, la reproducción, la neurobiología, la inmunogenética, la biología del cáncer e incluso la evolución comparativa ", dice Kiyonari.
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Materiales proporcionado por RIKEN . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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