根据Cell Press 5月16日发表的一项研究,研究人员已经开发出一种CRISPR-Cas9方法,可以对蟑螂进行基因编辑th在杂志上单元格报表方法这项简单而有效的技术被称为“直接亲代”CRISPR (DIPA-CRISPR),它涉及将材料注射到正在发育卵子的成年雌性体内,而不是直接注射到胚胎中。
“从某种意义上说,昆虫研究人员已经从卵子注射的烦恼中解脱出来,”京都大学的资深研究作者Takaaki Daimon说。“我们现在可以更自由、更随意地编辑昆虫基因组。原则上,这种方法应该适用于90%以上的昆虫种类。”
目前的昆虫基因编辑方法通常需要将材料微量注射到早期胚胎中,这严重限制了其在许多物种中的应用。例如,由于蟑螂独特的生殖系统,过去的研究没有实现对蟑螂的遗传操作。此外,昆虫基因编辑通常需要昂贵的设备、针对每个物种的特定实验装置和高技能的实验室人员。戴蒙说:“传统方法的这些问题一直困扰着那些希望对各种昆虫物种进行基因组编辑的研究人员。”
为了克服这些限制,戴蒙和他的合作者将Cas9核糖核蛋白(RNPs)注射到成年雌性蟑螂的主体腔中,在发育中的卵细胞中引入遗传突变。结果表明,基因编辑效率——被编辑的个体占孵化个体总数的比例——可能高达22%。在红粉甲虫中,DIPA-CRISPR的效率达到了50%以上。此外,研究人员通过单链寡核苷酸和Cas9 RNPs共注射产生了基因敲入甲虫,但效率较低,有待进一步提高。
DIPA-CRISPR在两个进化距离较远的物种中的成功应用证明了其广泛应用的潜力。但这种方法并不直接适用于包括果蝇在内的所有昆虫物种。此外,实验表明,成功的最关键参数是成年雌性注射的阶段。因此,DIPA-CRISPR需要对卵巢发育有很好的了解。考虑到昆虫不同的生活史和繁殖策略,这对某些物种来说可能是具有挑战性的。
尽管存在这些限制,DIPA-CRISPR是可获得的,高度实用的,并且可以很容易地在实验室中实施,将基因编辑的应用扩展到广泛的模型和非模型昆虫物种。该技术对成人注射所需的设备最少,而且只需要两种成分——Cas9蛋白和单导RNA——大大简化了基因编辑的程序。此外,商业上可获得的标准Cas9可用于成人注射,从而消除了耗时的蛋白质定制工程的需要。
戴蒙说:“通过改进DIPA-CRISPR方法,使其更加高效和通用,我们可能能够对几乎所有150多万种昆虫进行基因组编辑,开辟一个我们可以充分利用昆虫惊人生物功能的未来。”“原则上,其他节肢动物也有可能使用类似的方法进行基因组编辑。其中包括螨虫和蜱虫等农业和医疗害虫,以及虾蟹等重要渔业资源。”
故事来源:
提供的材料细胞出版社.注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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