在这样一个世界第一,乔治亚州大学的研究人员使用CRISPR-Cas9 gene-edited爬行动物:白化蜥蜴,大致食指的大小。
这项研究提供了一种技术,基因编辑以外的传统动物模型:“很长一段时间我们一直在绞尽脑汁如何修改爬行动物基因组和操纵基因爬行动物,但我们被困在模式基因编辑是如何做的主要模型系统,“说通讯作者Doug Menke乔治亚大学的副教授。“我们想探索变色龙蜥蜴研究基因调控的进化,因为他们已经经历了一系列的物种形成事件在加勒比群岛,就像达尔文雀的加拉帕戈斯群岛”。
在这项研究中,科学家们还证明蜥蜴成功为白化病gene-edited等位基因传递给后代。
他们的发现发表在《华尔街日报》细胞的报道。像蜥蜴体内受精过程无法预测,注入的传统路线CRISPR-Cas9基因编辑试剂到新鲜受精卵或单细胞受精卵不是一个选择。相反,研究人员选择注入CRISPR试剂直接进入卵巢内的未受精卵。透明膜覆盖的卵巢蜥蜴允许发展中鸡蛋的可见性在活的有机体内,包括将排卵和受精的鸡蛋。
慢动作的基因编辑
“因为我们是注射未受精卵,我们认为我们只能执行基因编辑的等位基因遗传自母亲。在这些未孕卵母细胞的DNA并不是,”Menke说。“我们必须等待三个月舱口的蜥蜴,所以它有点像慢动作基因编辑。但事实证明,当我们做了这个手术,大约一半的变异蜥蜴,我们已经在孕产妇等位基因和基因编辑事件产生的等位基因”。
这些发现表明,CRISPR试剂保持活跃的几天甚至几周内未受精卵。一旦后代出生,筛选,研究人员发现,大约6 -百分之九的卵母细胞与基因编辑事件产生的后代。这是依赖蜥蜴的大小。
作者地址这个比例似乎特别低:“相对于建立模型系统效率高达80%或更高,似乎低6%,但没有人能够做这些操作在任何爬行动物之前,“Menke说。“没有一个大型社区的发育遗传学家正在研究爬行动物,所以我们希望进入激动人心的功能性生物学一直未知。”
为什么让蜥蜴白化?
Menke和团队解释说,有两个原因为什么他们选择蜥蜴白化:
- 当酪氨酸酶白化病基因被破坏了,导致色素沉着的损失但不致命的动物
- 人类白化病通常有视力问题,因此,科学家们希望使用蜥蜴作为模型来探讨基因的损失影响视网膜的发展
“人类和其他灵长类动物特性的眼睛叫窝,这是一个pit-like结构的视网膜high-acuity视力的关键。中央缺席的主要模型系统,但存在于变色龙蜥蜴,他们依靠high-acuity视觉捕食昆虫,”Menke说。
花跳跃爬行动物基因功能研究打开新的大门探索方面发展,最好在non-established动物模型研究,根据Menke。有翻译的潜在基因编辑技术用于其他动物。
“我们永远不知道下一个主要的见解会从何而来,如果我们甚至不能研究基因如何工作在一个巨大的动物群体,那么没有办法知道如果我们一切探索的领域探索基因功能在动物身上,“Menke说。“每个物种无疑都有事情要告诉我们,如果我们花时间来开发方法进行基因编辑。”
参考:Rasys et al . 2019。CRISPR-Cas9基因编辑蜥蜴通过显微镜下注射未孕卵母细胞。DOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2019.07.089。细胞的报告。
