Los investigadores han desarrollado un enfoque CRISPR-Cas9 para permitir la edición de genes en cucarachas, según un estudio publicado por Cell Press el 16 de mayo en la revista Cell Reports Methods .
por Cell Press
La técnica simple y eficiente, denominada CRISPR «parental directo» (DIPA-CRISPR), implica la inyección de materiales en hembras adultas donde se están desarrollando los óvulos en lugar de en los propios embriones.
«En cierto sentido, los investigadores de insectos se han liberado de la molestia de las inyecciones de huevos», dice el autor principal del estudio, Takaaki Daimon, de la Universidad de Kyoto. «Ahora podemos editar genomas de insectos con mayor libertad y a voluntad. En principio, este método debería funcionar para más del 90% de las especies de insectos «.
Los enfoques actuales para la edición de genes de insectos generalmente requieren microinyección de materiales en embriones tempranos, lo que limita severamente su aplicación a muchas especies. Por ejemplo, estudios anteriores no han logrado la manipulación genética de las cucarachas debido a su sistema reproductivo único. Además, la edición de genes de insectos a menudo requiere equipos costosos, una configuración experimental específica para cada especie y personal de laboratorio altamente calificado. «Estos problemas con los métodos convencionales han afectado a los investigadores que desean realizar la edición del genoma en una amplia variedad de especies de insectos», dice Daimon.
Para superar estas limitaciones, Daimon y sus colaboradores inyectaron ribonucleoproteínas Cas9 (RNP) en la cavidad principal del cuerpo de las cucarachas hembras adultas para introducir mutaciones hereditarias en los óvulos en desarrollo. Los resultados demostraron que la eficiencia de la edición de genes (la proporción de individuos editados del número total de individuos nacidos) podría llegar al 22 %. En el escarabajo rojo de la harina , DIPA-CRISPR logró una eficiencia de más del 50%. Además, los investigadores generaron escarabajos knockin de genes mediante la coinyección de oligonucleótidos monocatenarios y Cas9 RNP, pero la eficiencia es baja y debería mejorarse aún más.
La aplicación exitosa de DIPA-CRISPR en dos especies evolutivamente distantes demuestra su potencial para un uso amplio. Pero el enfoque no es directamente aplicable a todas las especies de insectos, incluidas las moscas de la fruta. Además, los experimentos mostraron que el parámetro más crítico para el éxito es la etapa de las hembras adultas inyectadas. Como resultado, DIPA-CRISPR requiere un buen conocimiento del desarrollo de los ovarios. Esto puede ser un desafío en algunas especies, dadas las diversas historias de vida y estrategias reproductivas de los insectos.
A pesar de estas limitaciones, DIPA-CRISPR es accesible, muy práctico y podría implementarse fácilmente en los laboratorios, extendiendo la aplicación de la edición de genes a una amplia diversidad de especies de insectos modelo y no modelo . La técnica requiere un equipo mínimo para la inyección en adultos y solo dos componentes, la proteína Cas9 y el ARN de guía única, lo que simplifica enormemente los procedimientos para la edición de genes. Además, el Cas9 estándar disponible en el mercado se puede usar para inyección en adultos, lo que elimina la necesidad de una ingeniería personalizada de la proteína que requiere mucho tiempo.
«Al mejorar el método DIPA-CRISPR y hacerlo aún más eficiente y versátil, es posible que podamos habilitar la edición del genoma en casi todas las más de 1,5 millones de especies de insectos, lo que abre un futuro en el que podemos utilizar plenamente la increíble funciones biológicas de los insectos», dice Daimon. «En principio, también es posible que se pueda editar el genoma de otros artrópodos utilizando un enfoque similar. Estos incluyen plagas agrícolas y médicas como ácaros y garrapatas, e importantes recursos pesqueros como camarones y cangrejos».
Más información: Takaaki Daimon, DIPA-CRISPR es un método simple y accesible para la edición de genes de insectos, Cell Reports Methods (2022). DOI: 10.1016/j.crmeth.2022.100215 . www.cell.com/cell-reports-meth … 2667-2375(22)00078-9
