Albīns oposums pierāda, ka CRISPR darbojas arī marsupials

Rikens

Peles: pārbaudiet. Ķirzakas: pārbaudiet. Kalmārs: pārbaudiet. Marsupials … pārbaudiet.

CRISPR ir izmantots, lai modificētu tomātu, cilvēku un gandrīz visu, kas atrodas starp tiem, gēnus. Tomēr to unikālās reproduktīvās bioloģijas un relatīvā retuma dēļ laboratorijas apstākļos marsupials līdz šim bija izvairījušies no CRISPR steigas.

Pētnieku komanda Japānas RIKEN institūtā, valsts pētniecības iestādē, ir izmantojusi tehnoloģiju, lai rediģētu Dienvidamerikas oposuma sugas gēnus. Rezultāti tika aprakstīti a jauns pētījums šodien iznāk izdevumā Current Biology. Spēja pielāgot marsupial genomus varētu palīdzēt biologiem uzzināt vairāk par dzīvniekiem un izmantot tos, lai pētītu imūnās atbildes, attīstības bioloģiju un pat tādas slimības kā melanoma.

Esmu ļoti sajūsmā, redzot šo papīru. Tas ir sasniegums, par kuru es nedomāju, ka tas varētu notikt manas dzīves laikā, saka Džons Vandebergs , ģenētiķis Teksasas Universitātes Riograndi ielejā, kurš nebija iesaistīts pētījumā.

Grūtības, kas saistītas ar marsupuālu ģenētiski modificēšanu, bija mazāk saistītas ar CRISPR, nevis ar marsupial reproduktīvās bioloģijas sarežģījumiem, saka. Hiroši Kijonari , jaunā pētījuma vadošais autors.

Saistīts stāsts

Gēnu rediģēšana ir padarījusi cūkas imūnas pret nāvējošu epidēmiju

Tiek īstenots liels projekts pret slimībām izturīgas cūkas, izmantojot CRISPR, lai mainītu to DNS. Vai nākamie ir cilvēki?

Lai gan ķenguri un koalas ir vairāk pazīstami, pētnieki, kas pēta zvēriņus, laboratorijas eksperimentos bieži izmanto oposumus, jo tie ir mazāki un vieglāk kopjami. Pelēkie īsastes oposumi, pētījumā izmantotās sugas, ir radniecīgi Ziemeļamerikas baltajiem oposiem, taču tie ir mazāki un tiem nav maisiņa.

RIKEN pētnieki izmantoja CRISPR, lai dzēstu vai izslēgtu gēnu, kas kodē pigmenta ražošanu. Mērķēšana uz šo gēnu nozīmēja, ka, ja eksperimenti izdotos, rezultāti būtu acīmredzami vienā mirklī: oposumi būtu albīni, ja abas gēna kopijas tiktu izsistas, un plankumaini vai mozaīka, ja tiktu izdzēsta viena kopija.

Iegūtajā metienā bija viens albīns un viens mozaīkas oposums (attēlā iepriekš). Pētnieki arī audzēja abus, kā rezultātā izveidojās pilnībā albīnu oposumu metiens, parādot, ka krāsa ir iedzimta ģenētiska iezīme.

Pētniekiem bija jāpārvar daži šķēršļi, lai rediģētu oposuma genomu. Pirmkārt, viņiem bija jāizstrādā hormonu injekciju laiks, lai dzīvniekus sagatavotu grūtniecībai. Otrs izaicinājums bija tas, ka marsupial olām ap tām veidojas biezs slānis, ko sauc par gļotādu apvalku, drīz pēc apaugļošanas. Tas apgrūtina CRISPR apstrādes injicēšanu šūnās. Pirmajos mēģinājumos adatas vai nu neiespiestos šūnās, vai arī tās sabojātu, tāpēc embriji nevarētu izdzīvot, saka Kijonari.

Pētnieki saprata, ka būtu daudz vieglāk veikt injekciju agrākā stadijā, pirms pārklājums ap olu nav kļuvis pārāk stingrs. Mainot, kad laboratorijās tika izslēgtas gaismas, pētnieki panāca, ka oposumi pārojas vēlāk vakarā, lai olas būtu gatavas darbam no rīta, apmēram pēc pusotras dienas.

Pēc tam pētnieki izmantoja instrumentu, ko sauc par pjezoelektrisko urbi, kas izmanto elektrisko lādiņu, lai vieglāk iekļūtu membrānā. Tas viņiem palīdzēja injicēt šūnas, nesabojājot tās.

Manuprāt, tas ir neticams rezultāts, saka Ričards Bēringers , Teksasas universitātes ģenētiķis. Viņi ir parādījuši, ka to var izdarīt. Tagad ir pienācis laiks nodarboties ar bioloģiju, viņš piebilst.

Oposumi ir izmantoti kā laboratorijas dzīvnieki kopš 1970. gadiem, un pētnieki ir mēģinājuši rediģēt to gēnus vismaz 25 gadus, saka VandeBergs, kurš 1978. gadā sāka mēģināt izveidot pirmo laboratorijas oposumu koloniju. Tie bija arī pirmie purva dzīvnieki, kuriem bija savs dzīvnieks. pilnībā sekvenēts genoms , 2007. gadā.

Salīdzinošie biologi cer, ka spēja ģenētiski modificēt oposumus palīdzēs viņiem uzzināt vairāk par dažiem unikālajiem marsupial bioloģijas aspektiem, kas vēl nav atšifrēti. Mēs atrodam gēnus un marsupial genomus, kas mums nav, tāpēc tas rada zināmu noslēpumu par to, ko viņi dara, saka. Robs Millers Ņūmeksikas universitātes imunologs, kurš savos pētījumos izmanto oposumus.

Lielākajai daļai mugurkaulnieku ir divu veidu T šūnas, kas ir viena no imūnsistēmas sastāvdaļām (un ķirzakām ir tikai viens veids). Bet marsupials, tostarp oposums, ir trešais veids, un pētnieki nav pārliecināti, ko viņi dara vai kā viņi strādā. Spēja noņemt šūnas un redzēt, kas notiek, vai izsist citas imūnsistēmas daļas, varētu palīdzēt viņiem noskaidrot, ko šī noslēpumainā šūna dara, saka Millers.

Oposumus izmanto arī kā paraugus dažām cilvēku slimībām. Viņi ir vieni no nedaudzajiem zīdītājiem, kas to iegūst melanoma (ādas vēzis) kā cilvēkiem.

Vēl viena interesanta oposumu īpašība ir tā, ka tie piedzimst jau pēc 14 dienām, kas ir gandrīz vairāk nekā šūnu bumbiņas ar apakšdelmiem, kas palīdz tiem rāpot uz mātes krūtīm. Šīs mazās želejas pupiņas attīsta acis, muguras ekstremitātes un pienācīgu imūnsistēmas daļu pēc tam, kad tās jau ir izgājušas pasaulē.

Tā kā liela daļa to attīstības notiek pēc piedzimšanas, to augšanas izpēte un manipulācijas varētu būt daudz vienkāršāk nekā līdzīga darba veikšana ar citiem laboratorijas dzīvniekiem, piemēram, pelēm. Kijonari saka, ka viņa komanda meklē citus veidus, kā pielāgot oposuma gēnus, lai pētītu dzīvnieku orgānu attīstību.

Millers un citi pētnieki cer, ka gēnu rediģētie oposumi palīdzēs viņiem veikt jaunus atklājumus par bioloģiju un par mums pašiem. Viņš saka, ka dažreiz salīdzinošā bioloģija atklāj, kas ir patiešām svarīgs. “Lietām, kas mums ir kopīgas, ir jābūt fundamentālām, un lietas, kas atšķiras, ir interesantas.

paslēpties