Редактирование генов стало возможным у клещей

Исследователи успешно применили CRISPR-Cas9 для редактирования генома черноногого клеща (Ixodes scapularis). Для этого они разработали протокол инъекции эмбрионов, преодолевший основное препятствие в этой области. Работа опубликована 15 февраля в журнале iScience.

Несмотря на их способность переносить и передавать множество патогенов, исследования клещей отставали от других членистоногих-переносчиков, таких как комары, в основном из-за сложностей применения доступных генетических и молекулярных инструментов.

Технический прорыв

Основные трудности для инъекции эмбрионов клещей включали: высокое давление внутри яиц, твердый хорион (внешняя оболочка яйца) и восковой слой снаружи эмбриона, который необходимо удалить перед инъекцией. Самки клещей используют специализированный орган — орган Жене — для покрытия яиц этим восковым слоем.

В исследовании ученые разработали успешный протокол инъекции эмбрионов клеща и таргетного нарушения гена с помощью CRISPR-Cas9 двумя методами:

1. Инъекция эмбрионов: исследователи аблятировали орган Жене, чтобы предотвратить отложение воска, а затем обработали яйца химическими веществами (бензалкония хлоридом и хлоридом натрия) для удаления хориона и снижения давления внутри яиц.
2. ReMOT Control (Receptor-Mediated Ovary Transduction of Cargo): менее трудоемкий метод редактирования генов у членистоногих.

Результаты

• Выживаемость инъецированных эмбрионов составила около 10%, что сопоставимо с хорошо зарекомендовавшими себя моделями насекомых.
• При использовании метода ReMOT Control выжили все инъецированные клещи.
• Оба метода показали сопоставимую эффективность редактирования для гена Proboscipedia (ProbP), который экспрессируется в конечностях.

Это первое исследование, демонстрирующее, что генетическая трансформация у клещей возможна.

Значение и перспективы

Разработанные инструменты откроют новые возможности для исследований и ускорят понимание молекулярной биологии клещей. Целевое нарушение генов у клещей-переносчиков патогенов человека — мощный метод для изучения биологии взаимодействий клещ-патоген-хозяин, что может способствовать разработке новых подходов к контролю клещевых заболеваний. Для дальнейшего прогресса необходимы улучшения протокола инъекции эмбрионов для повышения выживаемости, вылупления личинок и эффективности редактирования генов.