Este primer caso de manipulación genética en un lagarto ha creado un organismo modelo que podría ayudar a comprender mejor la evolución y el desarrollo de los reptiles.
CRISPR-Cas9 o simplemente CRISPR es un sistema único, rápido y económico gen herramienta de edición que permite la edición de un genoma eliminando, agregando o alterando ADN. El acrónimo de CRISPR significa `` Repeticiones palindrómicas agrupadas regularmente espaciadas ''. Esta herramienta es simple y más precisa que los métodos anteriores utilizados para editar. ADN.
La herramienta CRISPR-Cas9 inyecta organismos en la etapa de cigoto (una célula) con una construcción de ADN hecha de (a) la enzima Cas9 que actúa como 'tijeras' y puede cortar o eliminar una parte del ADN, (b) guía de ARN, una secuencia que coincide con el gen objetivo y, por lo tanto, guía a la enzima Cas9 a la ubicación objetivo. Una vez que se corta una sección de ADN objetivo, la maquinaria de reparación del ADN de la célula volverá a unir la hebra restante y, en el proceso, silenciará el gen objetivo. O el gen podría "corregirse" mediante el uso de una nueva plantilla de ADN modificado en un proceso llamado reparación dirigida por homología. Por lo tanto, la herramienta CRISPR-Cas9 permite modificaciones genéticas inyectando edición de genes soluciones en un huevo fertilizado unicelular. Este proceso provoca una alteración genética (mutación) en todas las células posteriores que se producen, lo que afecta la función de los genes.
Aunque CRISPR-Cas9 se usa habitualmente en muchas especies, incluidos peces, aves y mamíferos, hasta ahora no ha tenido éxito en la manipulación genética de reptiles. Esto se debe principalmente a dos barreras. En primer lugar, los reptiles hembras almacenan el esperma durante un período prolongado en su oviducto, lo que dificulta determinar el momento exacto de la fertilización. En segundo lugar, la fisiología de los huevos de los reptiles tiene muchas características, como cáscaras de huevo flexibles, fragilidad sin espacio de aire en el interior, lo que dificulta la manipulación de los embriones sin causar rupturas o daños.
En un artículo subido a bioRxiv el 31 de marzo de 2019, los investigadores informaron sobre el desarrollo y las pruebas de una forma de utilizar la edición de genes CRISPR-Cas9 en reptiles por primera vez. La especie de reptil elegida en el estudio fue una tropical lagarto , que son Anolis sagrei o más comúnmente anolis marrón que está muy extendido en el Caribe. Los lagartos del estudio se recolectaron de una región salvaje en Florida, EE. UU. Esta especie es ideal para el estudio debido a su tamaño en miniatura, larga temporada de reproducción y tiempo promedio relativamente corto entre dos generaciones.
Para superar las limitaciones que enfrentan actualmente los reptiles, los investigadores microinyectaron componentes CRISPR en huevos inmaduros no fertilizados mientras los huevos todavía estaban en los ovarios de las lagartijas antes de la fertilización. Apuntaron al gen de la tirosinasa que produce una enzima que controla la pigmentación de la piel en los lagartos y, si se elimina este gen, el lagarto nacería albino. Este claro fenotipo de pigmentación fue la razón para elegir el gen de la tirosinasa. Luego, los óvulos microinyectados maduran dentro de la hembra y posteriormente se fertilizan naturalmente con un esperma macho introducido o almacenado.
Como resultado, cuatro lagartos albinos nacieron pocas semanas después, lo que confirmó que el gen tirosinasa se desactivó y el proceso de edición del gen fue exitoso. Dado que la descendencia contenía un gen editado de ambos padres, estaba claro que los componentes CRISPR permanecieron activos durante mucho más tiempo en el ovocito inmaduro de la madre y, después de la fertilización, mutaron los genes paternos. Por lo tanto, los lagartos albinos mutantes exhibieron tirosinasa manipulada en genes heredados tanto de la madre como del padre, ya que el albinismo es un rasgo heredado de ambos padres.
Este es el primer estudio que se ha realizado para producir reptiles modificados genéticamente de forma eficaz. La investigación podría funcionar de manera similar en otras especies de lagartos, como las serpientes, para las que los enfoques actuales no han tenido éxito hasta ahora. Este trabajo podría ayudar a comprender mejor la evolución y el desarrollo de los reptiles.
***
{Este estudio está actualmente enviado para revisión por pares. Puede leer la versión preimpresa haciendo clic en el enlace DOI que figura a continuación en la lista de fuentes citadas}
Fuentes)
Rasys AM y col. 2019. Preprint. Edición de genes CRISPR-Cas9 en lagartos mediante microinyección de ovocitos no fertilizados. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/591446
