Dit earste gefal fan genetyske manipulaasje yn in hagedis hat in modelorganisme makke dat kin helpe om mear begryp te krijen fan evolúsje en ûntwikkeling fan reptilen
CRISPR-Cas9 of gewoan CRISPR is in unyk, rap en goedkeap ark foar genbewurking dat it mooglik makket om in genoom te bewurkjen troch DNA te wiskjen, ta te foegjen of te feroarjen . CRISPR-akronym stiet foar 'Clustered Regularly Inter-Spaced Palindromic Repeats'. Dit ark is ienfâldiger en presyser as eardere metoaden dy't brûkt waarden foar it bewurkjen fan DNA.
CRISPR-Cas9-ark ynjektearret organismen yn it zygote-stadium (iensel) mei in DNA-konstruksje makke fan (a) it Cas9-enzym dat as 'skjirre' fungearret en in diel fan it DNA kin knippe of wiskje, (b) it begeliedende RNA - in sekwinsje dy't oerienkomt mei it doelgen en sa it Cas9-enzym nei de doellokaasje begeliedt. Sadree't in doeldiel fan it DNA is knipt, sil de DNA-reparaasjemasjinerie fan 'e sel de oerbleaune string wer ferbine en, yn it proses, it doelgen stilmeitsje. Of it gen kin 'korrizjeare' wurde troch in nij oanpast DNA-sjabloan te brûken yn in proses dat homology-rjochte reparaasje neamd wurdt. Sa makket de CRISPR-Cas9-ark genetyske modifikaasjes mooglik troch genbewurkingsoplossingen te ynjektearjen yn in iensellige befruchte aai. Dit proses feroarsaket in genetyske feroaring (mutaasje) yn alle folgjende sellen dy't produsearre wurde, wêrtroch't de genfunksje beynfloede wurdt.
Hoewol CRISPR-Cas9 regelmjittich wurdt brûkt yn in protte soarten, ynklusyf fisken, fûgels en sûchdieren, is it oant no ta net suksesfol yn genetysk manipulearjen fan reptilen. Dat komt benammen troch twa barriêres. Earst bewarje froulike reptilen sperma foar lange termyn yn har ovidukt, wêrtroch it dreech is om de krekte tiid fan befruchting te bepalen. Twad, de fysiology fan 'e aaien fan reptilen hat in protte funksjes lykas pliable aai skelpen, kwetsberens mei gjin lucht romte binnen wêrtroch't it útdaagjend te manipulearjen de embryos sûnder feroarsaakje rupture of skea.
Yn in artikel dat op 31 maart 2019 op bioRxiv upload waard, hawwe ûndersikers rapportearre oer de ûntwikkeling en it testen fan in manier om CRISPR-Cas9 -genbewurking foar it earst yn reptilen te brûken. De reptilesoarte dy't yn 'e stúdzje keazen waard, wie in tropyske hagedis mei de namme Anolis sagrei of faker brune anole, dy't wiidferspraat is yn it Karibysk gebiet. De hagedissen yn 'e stúdzje waarden sammele út in wylde regio yn Florida, Feriene Steaten. Dizze soarte is ideaal geskikt foar de stúdzje fanwegen syn miniatuergrutte, lange briedseizoen en relatyf koarte gemiddelde tiid tusken twa generaasjes.
Om de beheiningen te oerwinnen dy't op it stuit te krijen hawwe mei reptilen, mikro-ynjisearre ûndersikers CRISPR-komponinten yn ûnfoldwaande ûnbefruchte aaien, wylst de aaien noch yn 'e eierstokken fan froulike hagedissen wiene foar befruchting. Se rjochte har op it tyrosinase-gen dat in enzyme produseart dat hûdpigmentaasje yn hagedissen kontrolearret en as dit gen fuorthelle wurdt soe de hagedis in albino berne wurde. Dit dúdlike pigmentaasjefenotype wie de reden om tyrosinase-gen te kiezen. De mikro-ynjeksjede aaien reitsje dan yn it wyfke en wurde dêrnei natuerlik befruchte mei in yntrodusearre manlik of opslein sperma.
As gefolch waarden in pear wiken letter fjouwer albino-hagedissen berne, wat befêstige dat it gen tyrosinase deaktivearre wie en it genbewurkingsproses suksesfol wie. Om't de neiteam in bewurke gen fan beide âlden befette, wie it dúdlik dat CRISPR-komponinten folle langer aktyf bleaune yn 'e ûnrype aaisyt fan' e mem en nei befruchting mutearren it de heitegenen. Sa lieten mutante albino-hagedissen manipulearre tyrosinase sjen yn genen dy't fan sawol mem as heit erfd binne, om't albinisme in eigenskip is dy't fan beide âlden erfd is.
Dit is de earste stúdzje ea om effektyf genetysk modifisearre reptilen te produsearjen. It ûndersyk koe op in fergelykbere manier wurkje yn oare hagedissensoarten lykas slangen wêrfoar hjoeddeistige oanpak oant no ta net slagge. Dit wurk kin helpe om mear begryp te krijen fan evolúsje en ûntwikkeling fan reptilen.
***
Boarne (e)
Rasys AM et al. 2019. Preprint. CRISPR-Cas9 Genbewurking yn hagedissen troch mikroynjeksje fan net-befruchte oocyten. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/591446
***
