Logo
Cover

Исследователи из США разработали методику, которая значительно упростит генное редактирование насекомых и других беспозвоночных. Открытие имеет значение как для фундаментальной науки, так и для практических целей. Например, теперь будет намного проще модифицировать комаров для борьбы с болезнями.

134

Теоретически технология CRISPR позволяет внести изменения в геном любого организма. Однако особенности некоторых живых существ осложняют задачу биоинженеров, отмечает Science Daily. 

Например, чтобы отредактировать ДНК насекомых, следует ввести фермент Cas9 непосредственно в яйца. Учитывая их размер, это сложный и неэффективный процесс, для которого необходимо дорогостоящее оборудование. К тому же такие инъекции могут повредить развитию зародышей.

Комнада исследователей разработала альтернативное решение, которое лишено перечисленных недостатков.

Методика, получившая название ReMOT Control, позволяет доставлять ферменты CRISPR в геном будущих насекомых путем инъекции в кровь — точнее, гемолимфу — их матери на стадии формирования яиц.

Дело в том, что при созревании яиц в организме насекомых и других членистоногих активно синтезируются определенные белки. Гемолимфа доставляет их в яичники, где они включаются в состав яичного желтка. Если нагрузить эти протеины ферментами CRISPR, последние окажутся внутри яйца без применения эмбриональных микроинъекций.

Исследователи проверили технологию на желтолихорадочном комаре Aedes aegypti, переносчике вирусов денге, Зика и Чикунгунья. Они выделили белок P2 °C, который распознается рецепторами яичников, и прикрепили к нему флуоресцентную метку. Впоследствии свечение обнаружилось в 98% первичных ооцитов. Затем к P2 °C прикрепили ферменты CRISPR, настроенные заменить ген цвета глаз. У отредактированных насекомых вместо типичных для вида темных глаз должны были развиться белые. Оказалось, что белок успешно доставляет груз в яичник, а необходимая мутация внедряется в геном с высокой эффективностью.

По словам исследователей, ReMOT Control работает намного эффективнее, чем эмбриональные микроинъекции. К тому же эту методику можно освоить за час, а оборудование для нее стоит всего несколько долларов.

Для сравнения, цена микроинъекционных аппаратов доходит до нескольких тысяч долларов.

Открытие позволит ученым больше узнать о генетике и эмбриональном развитии насекомых и других членистоногих. Однако, что важнее, методика откроет путь к доступному и массовому редактированию геномов этих существ. Это позволит бороться с вредителями и переносчиками болезней, а также выводить новые породы съедобных насекомых. В перспективе ReMOT Control можно масштабировать для применения к позвоночным.

Для борьбы с болезнями, которые переносят насекомые, не обязательно прибегать к генному редактированию. В Австралии исследователям удалось избавить целый город от переносимой комарами лихорадки Денге. Для этого насекомых заразили бактерией вольбахия, которая делает распространение вируса невозможным.