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 una herramienta de edición genética única, rápida y económica que permite editar un genoma eliminando, añadiendo o alterando ADN . El acrónimo CRISPR significa «Repeticiones Palindrómicas Agrupadas y Espaciadas Regularmente». Esta herramienta es sencilla y más precisa que los métodos anteriores utilizados para editar el ADN.
La herramienta CRISPR-Cas9 inyecta en organismos en la etapa de cigoto (célula única) una construcción de ADN compuesta por (a) la enzima Cas9, que actúa como unas tijeras y puede cortar o eliminar una parte del ADN, y (b) un ARN guía, una secuencia que coincide con el gen objetivo y, por lo tanto, guía a la enzima Cas9 hacia la ubicación deseada. Una vez cortada la sección objetivo del ADN, la maquinaria de reparación del ADN de la célula unirá la hebra restante y, en el proceso, silenciará el gen objetivo. Alternativamente, el gen podría ser "corregido" utilizando una nueva plantilla de ADN modificada en un proceso denominado reparación dirigida por homología. De esta manera, la herramienta CRISPR-Cas9 permite realizar modificaciones genéticas mediante la inyección de soluciones de edición genética en un óvulo fecundado unicelular. Este proceso provoca una alteración genética (mutación) en todas las células subsiguientes que se producen, afectando así la función del gen.
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 publicado en bioRxiv el 31 de marzo de 2019, investigadores informaron sobre el desarrollo y las pruebas de un método para utilizar la edición genética CRISPR-Cas9 en reptiles por primera vez. La especie de reptil elegida para el estudio fue un lagarto tropical llamado Anolis sagrei , o más comúnmente anolis marrón, que se encuentra ampliamente distribuido en el Caribe. Los lagartos utilizados en el estudio fueron recolectados en una región silvestre de Florida, EE. UU. Esta especie es ideal para el estudio debido a su pequeño tamaño, su larga temporada de reproducción y el 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, pocas semanas después nacieron cuatro lagartos albinos, lo que confirmó la desactivación del gen tirosinasa y el éxito del proceso de edición genética . Dado que la descendencia contenía genes editados de ambos progenitores, quedó claro que los componentes CRISPR permanecieron activos durante mucho más tiempo en el ovocito inmaduro de la madre y, tras la fecundación, mutaron los genes paternos. Por lo tanto, los lagartos albinos mutantes presentaban tirosinasa manipulada en genes heredados tanto de la madre como del padre, ya que el albinismo es un rasgo hereditario de ambos progenitores.
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.
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Fuentes)
Rasys AM et al. 2019. Preimpresión. Edición genética CRISPR-Cas9 en lagartos mediante microinyección de ovocitos no fertilizados. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/591446
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