Aquest primer cas de manipulació genètica en una sargantana ha creat un organisme model que podria ajudar a comprendre millor l'evolució i el desenvolupament dels rèptils.
CRISPR-Cas9 o simplement CRISPR és un únic, ràpid i econòmic general eina d'edició que permet l'edició d'un genoma suprimint, afegint o alterant ADN. L'acrònim CRISPR significa "Clustered Regularly Inter-Spaced Palindròmic Repeats". Aquesta eina és senzilla i més precisa que els mètodes anteriors utilitzats per a l'edició ADN.
L'eina CRISPR-Cas9 injecta organismes en l'etapa de zigot (una cèl·lula) amb una construcció d'ADN feta de (a) enzim Cas9 que actua com a "tisores" i pot tallar o eliminar una part de l'ADN, (b) guiar l'ARN, una seqüència que coincideix amb el gen objectiu i, per tant, guia l'enzim Cas9 cap a la ubicació objectiu. Un cop es talla una secció objectiu de l'ADN, la maquinària de reparació de l'ADN de la cèl·lula es tornarà a unir a la cadena restant i, en el procés, silenciarà el gen objectiu. O el gen es podria "corregir" utilitzant una nova plantilla d'ADN modificat en un procés anomenat reparació dirigida per l'homologia. Així, l'eina CRISPR-Cas9 permet modificacions genètiques mitjançant la injecció edició genètica solucions en un òvul fecundat unicel·lular. Aquest procés provoca una alteració genètica (mutació) en totes les cèl·lules posteriors que es produeixen afectant així la funció gènica.
Tot i que CRISPR-Cas9 s'utilitza habitualment en moltes espècies, com ara peixos, ocells i mamífers, fins ara no ha tingut èxit en la manipulació genètica dels rèptils. Això es deu principalment a dues barreres. En primer lloc, els rèptils femenins emmagatzemen esperma durant molt de temps al seu oviducte, dificultant la determinació del moment exacte de la fecundació. En segon lloc, la fisiologia dels ous dels rèptils té moltes característiques, com ara closques d'ou flexibles, fragilitat sense espai d'aire a l'interior que fa que sigui difícil manipular els embrions sense causar trencaments ni danys.
En un article penjat el bioRxiv el 31 de març de 2019, els investigadors van informar del desenvolupament i proves d'una manera d'utilitzar CRISPR-Cas9 edició de gens en rèptils per primera vegada. L'espècie de rèptils escollida en l'estudi va ser tropical llangardaix anomenat Anolis sagrei o més comunament anole marró que està molt estès al Carib. Els llangardaixos de l'estudi es van recollir d'una regió salvatge de Florida, EUA. Aquesta espècie és ideal per a l'estudi per la seva mida en miniatura, la seva llarga temporada de reproducció i el temps mitjà relativament curt entre dues generacions.
Per superar les limitacions a les quals s'enfronten actualment els rèptils, els investigadors van microinjectar components CRISPR en ous immadurs no fecundats mentre els ous encara estaven als ovaris de les sargantanes femelles abans de la fecundació. Es van dirigir al gen de la tirosinasa que produeix un enzim que controla la pigmentació de la pell en sargantanes i si s'elimina aquest gen, el llangardaix naixeria albí. Aquest clar fenotip de pigmentació va ser el motiu per triar el gen de la tirosinasa. Els òvuls microinjectats maduren a l'interior de la femella i posteriorment són fecundats de manera natural amb un mascle introduït o espermatozoides emmagatzemats.
Com a resultat, quatre llangardaixos albins van néixer poques setmanes després confirmant que el gen tirosinasa estava desactivat i el edició de gens procés va tenir èxit. Atès que la descendència contenia el gen editat d'ambdós pares, estava clar que els components CRISPR romanien actius molt més temps a l'oòcit immadur de la mare i després de la fecundació va mutar els gens paterns. Així, els llangardaixos albins mutants van mostrar tirosinasa manipulada en gens heretats tant de la mare com del pare, ja que l'albinisme és un tret heretat dels dos pares.
Aquest és el primer estudi que produeix de manera efectiva rèptils modificats genèticament. La investigació podria funcionar de manera similar en altres espècies de llangardaixos com les serps per a les quals els enfocaments actuals no han tingut èxit fins ara. Aquest treball podria ajudar a comprendre millor l'evolució i el desenvolupament dels rèptils.
***
Font (s)
Rasys AM et al. 2019. Preimpressió. CRISPR-Cas9 Edició de gens en llangardaixos mitjançant microinjecció d'òcits no fecundats. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/591446
***
