أصبح تحرير الجينات بتقنية كريسبر ممكنًا الآن في الصراصير

كارتون كريسبر في الصراصير. الائتمان: شيراي وآخرون / طرق تقارير الخلية

بحسب ورقة بحثية نشرت في المجلة طرق تقارير الخلية بواسطة Cell Press في 16 مايوذفي عام 2022 ، ابتكر الباحثون تقنية CRISPR-Cas9 لتمكين تحرير الجينات في الصراصير. يتضمن إجراء CRISPR (DIPA-CRISPR) المباشر والفعال حقن مواد في الإناث البالغات حيث ينمو البويضات بدلاً من الأجنة نفسها.

يقول كبير مؤلفي الدراسة تاكاكي دايمون من جامعة كيوتو: “بمعنى ما ، تحرر باحثو الحشرات من الانزعاج الناتج عن حقن البيض”. يمكننا الآن تعديل جينومات الحشرات بحرية أكبر وبإرادتنا. من حيث المبدأ ، يجب أن تعمل هذه الطريقة مع أكثر من 90٪ من أنواع الحشرات “.

“من خلال تحسين طريقة DIPA-CRISPR وجعلها أكثر فاعلية وتنوعًا ، قد نتمكن من تمكين تحرير الجينوم في جميع أنواع الحشرات التي تزيد عن 1.5 مليون نوع تقريبًا ، مما يفتح لنا مستقبلًا يمكننا فيه الاستفادة الكاملة من الكائنات المدهشة الوظائف البيولوجية للحشرات. ” – تاكاكي ديمون

تتطلب الأساليب الحالية لتحرير الجينات الحشرية عادةً حقنًا مكرويًا للمواد في الأجنة المبكرة ، مما يحد بشدة من تطبيقها على العديد من الأنواع. على سبيل المثال ، لم تحقق الدراسات السابقة التلاعب الجيني للصراصير بسبب نظامها التناسلي الفريد. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما يتطلب تحرير الجينات الحشرية معدات باهظة الثمن ، وإعدادًا تجريبيًا محددًا لكل نوع ، وموظفين مختبرات ذوي مهارات عالية. يقول دايمون: “هذه المشاكل بالطرق التقليدية أصابت الباحثين الذين يرغبون في إجراء تعديل الجينوم على مجموعة متنوعة من أنواع الحشرات”.

للتغلب على هذه القيود ، قام دايمون ومعاونوه بحقن بروتينات الريبونوكليوبروتينات Cas9 (RNPs) في تجويف الجسم الرئيسي لإناث الصراصير البالغة لإدخال طفرات وراثية في خلايا البويضات النامية. أظهرت النتائج أن كفاءة التحرير الجيني – نسبة الأفراد الذين تم تعديلهم من إجمالي عدد الأفراد الذين فقسوا – يمكن أن تصل إلى 22٪. في خنفساء الدقيق الأحمر ، حققت DIPA-CRISPR كفاءة تزيد عن 50٪. علاوة على ذلك ، أنتج الباحثون خنافس جينية قاتلة عن طريق الحقن المشترك لأوليغنوكليوتيدات أحادية الشريطة و Cas9 RNPs ، لكن الكفاءة منخفضة ويجب تحسينها بشكل أكبر.

READ  تلسكوب هابل الفضائي يكتشف أقرب نجم وأبعد نجم معروف

يوضح التطبيق الناجح لـ DIPA-CRISPR في نوعين بعيدين تطوريًا إمكانية استخدامه على نطاق واسع. لكن هذا النهج لا ينطبق بشكل مباشر على جميع أنواع الحشرات ، بما في ذلك ذباب الفاكهة. بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت التجارب أن أهم عامل للنجاح هو مرحلة حقن الإناث البالغات. نتيجة لذلك ، يتطلب DIPA-CRISPR معرفة جيدة بتطور المبيض. قد يكون هذا أمرًا صعبًا في بعض الأنواع ، نظرًا لتنوع تاريخ الحياة واستراتيجيات التكاثر في الحشرات.

على الرغم من هذه القيود ، يمكن الوصول إلى DIPA-CRISPR ، وهو عملي للغاية ، ويمكن تنفيذه بسهولة في المختبرات ، مما يوسع تطبيق تحرير الجينات إلى مجموعة متنوعة من أنواع الحشرات النموذجية وغير النموذجية. تتطلب هذه التقنية الحد الأدنى من المعدات لحقن البالغين ، ومكونين فقط – بروتين Cas9 ودليل مفرد[{” attribute=””>RNA—greatly simplifying procedures for gene editing. Moreover, commercially available, standard Cas9 can be used for adult injection, eliminating the need for time-consuming custom engineering of the protein.

“By improving the DIPA-CRISPR method and making it even more efficient and versatile, we may be able to enable genome editing in almost all of the more than 1.5 million species of insects, opening up a future in which we can fully utilize the amazing biological functions of insects,” Daimon says. “In principle, it may be also possible that other arthropods could be genome edited using a similar approach. These include agricultural and medical pests such as mites and ticks, and important fishery resources such as shrimp and crabs.”

Reference: “DIPA-CRISPR is a simple and accessible method for insect gene editing” by Yu Shirai, Maria-Dolors Piulachs, Xavier Belles and Takaaki Daimon, 16 May 2022, Cell Reports Methods.
DOI: 10.1016/j.crmeth.2022.100215

READ  سيعطي رواد الفضاء محطة الفضاء دفعة قوية خلال السير في الفضاء يوم السبت

This work was supported by funding from JSPS KAKENHI, JSPS Open Partnership Joint Research Projects, Spanish Ministry of Innovation and Competitiveness, and CSIC-Spain, and in part by Cabinet Office, Government of Japan, Cross-ministerial Moonshot Agriculture, Forestry and Fisheries Research and Development Program.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *