ЛЕНТА

Генетики сделали кальмаров бесцветными

Эмбрионы кальмара Doryteuthis pealeii, которых практически полностью лишили пигментов посредством CRISPR. Масштабный отрезок 500 микрометров.

Karen Crawford et al. / Current Biology, 2020

Американские исследователи с помощью системы CRISPR-Cas9 нокаутировали («выключили») у кальмаров Doryteuthis pealeii ген триптофан-2,3-диоксигеназы, чья активность в норме приводит к образованию пигментов, сообщается в Current Biology. Гены головоногих моллюсков ученые до этого не модифицировали. Процент успешных нокаутов оказался очень высок, а это значит, что метод имеет хорошие перспективы применения.

Головоногих моллюсков — кальмаров, каракатиц, в меньшей степени осьминогов — сейчас все чаще используют в качестве модельных животных, как это делают с мышами и крысами. Однако в случае грызунов опыта и возможностей у ученых пока что больше: существует масса линий («пород») мышей, чьи гены модифицированы под конкретные исследовательские нужды, а трансгенных головоногих еще никто не делал. Между тем сами кальмары легко меняют работу собственного генетического материала: они способны редактировать свою РНК как в ядре, так и за его пределами, и за счет этого фактически кодировать одним геном несколько разных по составу белков.

Джошуа Розенталь (Joshua Rosenthal) и его коллеги из Лаборатории морской биологии Чикагского университета попробовали изменить ДНК головоногого моллюска с помощью системы CRISPR-Cas9. В качестве подопытного животного они выбрали кальмара Doryteuthis pealeii — хорошо изученный вид, удобный еще и тем, что существует методика его искусственного оплодотворения, а его эмбрионы почти прозрачные.

Нокаутировать решили ген, чье выключение, с одной стороны, будет хорошо заметно у таких организмов, а, с другой стороны, не приведет к угрожающим жизни последствиям. Это ген tdo — триптофан-2,3-диоксигеназы, фермента, который у беспозвоночных начинает превращение триптофана в пигменты тела. Соответственно, если tdo не будет функционировать, кальмар вырастет бесцветным.

Введение CRISPR-Cas9 в эмбрионы кальмара. Масштабный отрезок 250 микрометров.

Karen Crawford et al. / Current Biology, 2020

Поделиться

Направляющие РНК, способные связываться с экзонами (кодирующими, смысловыми участками) гена триптофан-2,3-диоксигеназы, и другие компоненты системы CRISPR-Cas9 вводили в клетки эмбрионов кальмаров через 1,5–2,5 часа после оплодотворения, на стадии, когда ядро яйцеклетки еще не слилось с ядром сперматозоида и не произошло первого деления дробления. До этого момента сложнее попасть в область, где находятся оба ядра (диск, видимый на рисунке выше), а после, когда клеток станет больше, необходимо будет ввести CRISPR-Cas9 в ядро каждой, что очень трудоемко.

Эмбрион из контрольной группы (видны окрашенные хроматофоры и более темные глаза) и эмбрион с нокаутированным геном tdo

Karen Crawford

Поделиться

Выживаемость была максимальной у тех эмбрионов, которым ген триптофан-2,3-диоксигеназы нокаутировали через два часа после оплодотворения. «Выключить» tdo удавалось в 35-95 процентах случаев, в среднем примерно в 90 процентах. Те кальмары, которым вводили CRISPR-Cas9, были лишены окрашенных хроматофоров (структур с пигментными клетками), и другое крупное скопление пигментов, глаза, имели розовый или светло-коричневый цвет, в то время как у животных контрольной группы они темно-коричневые.

Пока Doryteuthis pealeii не умеют массово выращивать в неволе, и поэтому, вероятно, в ближайшее время генетические линии этих кальмаров получить не удастся. Тем не менее эмбрионы моллюсков с нокаутированными генами можно использовать в исследованиях в области биологии развития. Авторы ожидают, что их технологию начнут применять и другие группы ученых, которые ставят эксперименты на головоногих моллюсках.

О работах лаборатории Джошуа Розенталя, возможных применениях головоногих моллюсков в качестве лабораторных животных и о том, что уже Розенталю и другим ученым удалось выяснить в экспериментах с ними, мы писали в материале «Как стать моделью».

Светлана Ястребова

источник

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Кнопка «Наверх»
Do NOT follow this link or you will be banned from the site!
Установите приложение MEGANEWS на Google Play
УСТАНОВИТЬ
Закрыть
Закрыть

Обнаружен Adblock

Поддержите нас, пожалуйста, отключив блокировку рекламы.