Созданы красноглазые мутантные осы

Исследователи из лаборатории Акбари в Калифорнийском университете в Риверсайде создали новый штамм красноглазых мутантных ос.

Осы были созданы, чтобы доказать, что технология редактирования генов CRISPR может быть успешно применена к крошечным паразитическим осам-наездникам Nasonia vitripennis (jewel wasp). Это дает ученым новый способ изучения интересных биологических особенностей осы, например, того, как самцы с помощью «эгоистичных генетических элементов» могут превращать все свое потомство в самцов.

Никто не знает, как этот эгоистичный генетический элемент у некоторых самцов ос «может каким-то образом убивать эмбрионы самок и создавать только самцов», — сказал Омар Акбари, доцент кафедры энтомологии, руководивший исследовательской группой. — «Чтобы понять это, нам нужно изучить их PSR (paternal sex ratio) хромосомы, возможно, путем мутирования участков PSR-хромосомы, чтобы определить, какие гены необходимы для ее функционирования».

Здесь на помощь приходит относительно новая технология CRISPR, которая позволяет ученым вводить в организм компоненты, такие как РНК и белки, с инструкциями найти, вырезать и мутировать определенный участок ДНК. Затем исследователи могут наблюдать, как нарушение этой ДНК влияет на организм.

Конечная цель в случае Акбари — лучше понять биологию ос и других насекомых, чтобы найти способ контролировать насекомых, уничтожающих урожай или распространяющих такие болезни, как малярия.

Но первый шаг — выяснить, как использовать технологию CRISPR в таком маленьком организме, чего раньше никто не делал, во многом потому, что работа довольно сложна, сказал Акбари. Это связано с тем, что осы-наездники откладывают свои крошечные яйца внутри куколки падальной мухи, которую пришлось вскрывать, чтобы обнажить крошечные яйца.

Насколько крошечные? Представьте яйцевой мешок мухи размером с небольшую фасоль, сказал Акбари, а яйца ос-наездников — «примерно в четверть размера рисового зерна... По сути, вы вынимаете маленькое яйцо из большего яйца, вводите в него компоненты для мутации ДНК, а затем помещаете обратно в большее яйцо для развития».

В случае мутантных ос Акбари команда решила вырезать гены, контролирующие цвет обычно черных глаз осы.

«Мы хотели нацелиться на ген, который был бы очевиден, и мы знали из предыдущих исследований, что если ген пигментации глаз будет «выключен», у них будут красные глаза, поэтому это казалось хорошей мишенью для нарушения работы гена», — сказал Акбари. — «Большие красивые красные глаза — это то, что нельзя не заметить».

Но создание этого нарушения потребовало некоторых усилий — ну, многих усилий, сказал Акбари. «Нужно использовать очень-очень тонкую иглу и микроскоп и индивидуально вводить сотни или тысячи эмбрионов, но в итоге мы разработали протокол, который можно использовать для разрезания ДНК в этом организме, и мы показали, что он работает».

Техника сложна, сказал Акбари, «но ей можно научиться. Нужна очень твердая рука и много терпения в микроманипуляциях, чему можно научиться со временем. Мин Ли, постдокторант в нашей лаборатории, освоил эту технику».

А что насчет этих ос с алыми глазами? Они никуда не денутся в ближайшее время. Разрезы в ДНК создали мутантную осу с наследуемыми признаками, а это означает, что эти красные глаза будут передаваться всем их потомкам в будущем — важное качество для исследователей, ищущих стабильную линию насекомых для изучения.

Результаты только что опубликованы в Scientific Reports (Nature) в статье под названием «Generation of heritable germline mutations in the jewel wasp Nasonia vitripennis using CRISPR/Cas9».