Naukowcy mogą już edytować geny karaluchów. Tylko po co?

Jak wynika z publikacji w Cell Reports Methods, japońscy badacze zaprojektowali skuteczną technikę, która umożliwia edycję genów u karaluchów. Jest ona rzekomo znacznie prostsza niż dotychczasowe.

Jak wyjaśnia Takaaki Daimon z Uniwersytetu w Kioto, jego zespół jest teraz w stanie edytować genom owadów w sposób bardziej swobodny i dowolny. Takie podejście powinno działać w przypadku ponad 90% gatunków owadów. Polega ono na wstrzykiwaniu materiałów do organizmów dorosłych samic, u których rozwijają się jaja. Wcześniej naukowcy skupiali się natomiast na samych zarodkach.

Nawet 90% gatunków owadów objętych działaniem nowej metody

Dotychczas badacze mieli problemy z modyfikacjami genetycznymi u karaluchów ze względu na ich unikalny system rozrodczy. Nie był to jedyny problem, ponieważ trudności dostarczał też fakt, że edytowanie genów u owadów wymaga specjalistycznego sprzętu i konfigurowania go względem każdego gatunku. Wiąże się to z wysokimi kosztami i zaangażowaniem wysoko wykwalifikowanego personelu laboratoryjnego. 

Członkowie zespołu Daimona postanowili nieco ułatwić sprawę wstrzykując rybonukleoproteiny Cas9 do głównej jamy ciała dorosłych samic karaluchów. Celem było wprowadzenie dziedzicznych mutacji do rozwijających się komórek jajowych. Wydajność takiego rozwiązania była wysoka, a odsetek osobników poddanych edycji genów wyniósł nawet 22%. Kiedy naukowcy przetestowali swoją metodą w przypadku trojszyka gryzącgo, wskaźnik ten przekroczył natomiast 50%.  

Użycie tego samego rozwiązania u dwóch ewolucyjnie odległych gatunków pokazuje, jak imponujące są możliwości tej metody. Mimo to, nie znajdzie ona zastosowania u wszystkich gatunków owadów, na przykład popularnych “muszek owocówek”. Eksperymenty wykazały też, że najważniejszym parametrem decydującym o efekcie końcowym jest stadium rozwojowe samic, które są poddawane zabiegom. Z tego względu opisywana metoda wymaga dobrej znajomości rozwoju jajników. Jako że poszczególne gatunki mogą różnić się trybem życia i strategiami reprodukcyjnymi, to zadanie jest dodatkowo utrudnione. 

Prostota i dostępność – największe zalety nowego podejścia

Z drugiej strony, podejście Daimona i jego współpracowników jest praktyczne i może być stosowane w laboratoriach. Technika ta wymaga minimalnego wyposażenia i zaledwie dwóch składników: białka Cas9 i jednoniciowego RNA. To z kolei przekłada się na uproszczenie procedury edycji genów. Białko Cas9 używane w tej metodzie jest przy tym powszechnie dostępne i nie wymaga specjalistycznego projektowania na potrzeby badań. Jak wyjaśniają autorzy, ostatecznie możliwa powinna stać się edycja genomu u niemal wszystkich z ponad 1,5 miliona gatunków owadów.