Мыши производят функциональные сперматозоиды крыс, открывая новые возможности для генетических исследований

Рие Нацуме и её коллеги разработали инновационный и экономичный метод получения крыс, наследующих признаки от эмбриональных стволовых (ЭС) клеток. В отличие от мышиных, крысиные ЭС-клетки не удавалось успешно культивировать, не теряя их плюрипотентности. Кроме того, создание химерных крыс, передающих модификации через зародышевую линию, было серьёзной проблемой, и успешных примеров было крайне мало.

Хотя современные технологии редактирования генома упростили создание генетически модифицированных крыс, сложные модификации, такие как вставки длинных последовательностей и условные нокауты, оставались труднодостижимыми. Чтобы решить эту проблему, исследователи сосредоточились на выполнении таких сложных модификаций в ЭС-клетках с последующей эффективной стратегией получения крыс с этими изменениями.

Исследование опубликовано в журнале Genes to Cells.

Методология

Подход учёных включает инъекцию генетически модифицированных крысиных ЭС-клеток в бластоцисты мышей, неспособных производить сперматозоиды. Эти химерные мыши впоследствии производят функциональные крысиные сперматозоиды в своих семенниках. Затем эти сперматозоиды можно использовать для интрацитоплазматической инъекции сперматозоида (ICSI) для создания крыс, точно наследующих генотип ЭС-клеток.

Преимущества и перспективы

Поскольку мышиные бластоцисты-хозяева получены от бесплодных мышей, все сперматозоиды в химерах происходят исключительно из введённых крысиных ЭС-клеток, что устраняет необходимость в флуоресцентной маркировке. По сравнению с традиционной техникой инъекции крысиных ЭС-клеток в крысиные бластоцисты, этот метод, использующий мышей в качестве хозяев, значительно снижает затраты и требования к пространству для содержания животных.

В статье также представлены подробные протоколы для получения высококачественных линий крысиных ЭС-клеток и проведения редактирования генов с сохранением их недифференцированного состояния — ценный ресурс для исследователей. Более того, эта техника комплементации бластоцист с использованием хозяев с дефектной зародышевой линией может быть распространена на другие виды.

Если плюрипотентные iPS-клетки удастся получить от исчезающих видов, этот метод может найти широкое применение в биологии сохранения и репродуктивной медицине.