MIC-Drop: Новая платформа для масштабных генетических скринингов в рыбках данио

Ученые из University of Utah Health разработали технологию MIC-Drop (Multiplexed Intermixed CRISPR Droplets), которая позволяет эффективно применять систему редактирования генов CRISPR в рыбках данио для одновременного изучения функций сотен генов в одном эксперименте. Это первый случай, когда скрининги с использованием технологии CRISPR стали возможны в животной модели в таком масштабе.

Проблема масштабирования CRISPR

Традиционный метод инактивации одного гена в эмбрионе данио требует:

  • Приготовления гидовой РНК, нацеленной на этот ген.
  • Смешивания ее с ферментом Cas9.
  • Загрузки раствора в иглу и инъекции в эмбрион. Для изучения 100 генов процесс нужно повторить 100 раз, что крайне трудоемко.

Как работает MIC-Drop

Технология решает проблему, упаковывая компоненты CRISPR в микроскопические капли, заключенные в масло:

  1. Каждая капля содержит:
    • Гидовую РНК для одного гена.
    • Фермент Cas9.
    • ДНК-штрихкод, идентифицирующий целевой ген.
  2. Капли для разных генов химически стабильны, их можно смешать и загрузить в одну иглу.
  3. Под микроскопом исследователь вводит по одной капле в каждый эмбрион, инактивируя в каждом из них один уникальный ген.

Этот процесс, который раньше занимал у команды исследователей несколько дней и требовал сотен игл, теперь один человек может выполнить за несколько часов.

Демонстрация возможностей

Чтобы продемонстрировать потенциал MIC-Drop, ученые протестировали 188 различных генов данио на потенциальную роль в развитии сердца. После внедрения системы CRISPR в сотни эмбрионов они выявили несколько рыб с пороками сердца. Используя ДНК-штрихкоды, команда связала эти дефекты с 13 различными инактивированными генами. Это открытие может указать на ранее неизвестные аспекты развития сердца у человека из-за сходства генов.

Перспективы

Технология открывает путь к скринингам в масштабе всего генома. Исследование опубликовано 19 августа 2021 года в журнале Science под названием "MIC-Drop: A platform for large-scale in vivo CRISPR screens".