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使用CRISPR基因编辑工具创建的黄色,三眼,无翼蚊子

2019-07-26 04:04:00 来源:环球网
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使用CRISPR基因编辑工具创建的黄色,三眼,无翼蚊子

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CRISPR / Cas9介导的与角质层色素相关的基因的破坏导致蚊子从黑色变为黄色,并且与眼睛色素相关的基因的破坏导致眼睛颜色从黑色变为白色。 照片:加州大学河滨分校

来自加州大学河滨分校的一组研究人员成功研制出一种转基因蚊子,Cas9酶嵌入其种系中。

添加Cas9作为一对“分子剪刀”,可以切割基因组中特定位置的两条DNA链,以便可以添加或去除DNA片段,从而可以使用CRISPR基因编辑工具,以有效,有针对性地改变蚊子的DNA。

研究人员通过使用CRISPR基因编辑工具破坏“角质层,翅膀和眼睛发育,产生完全黄色,三眼和无翅的蚊子”来证明他们的主张。

他们说,这是使用基因驱动系统控制蚊子种群并减少其传播疾病的第一步。

该发表在美国国家科学院院刊(PNAS)上,由UCR自然与农业科学学院昆虫学助理教授Omar Akbari领导,该学院是该大学综合基因组生物学研究所的成员。

UCR网站上的一篇引用他的话说,“这些Cas9菌株可用于开发分裂基因驱动,这是一种基因驱动形式,Cas9和引导RNA通过它们插入不同的基因组位点并依赖于相互传播。 这是在实验室中开发和测试基因驱动的最安全的方法,以确保不会扩散到野外。“

该团队的目标是将表达Cas9的蚊子与另一种称为基因驱动的技术结合使用。 这将导致突变扩散,并且还避免蚊子将对进化通常有利的突变蚊子显示的繁殖抗性。

埃及伊蚊 是登革热,基孔肯雅热,黄热病和寨卡病毒等疾病的主要携带者。 该团队认为这些昆虫正迅速对常用农药产生抗药性。

蚊子的低突变率导致改良蚊子的存活率很低。 这阻碍了先前遗传控制害虫数量的尝试。

为了对抗这种被破坏的基因向后代的低效传播,Akbari和团队使用已开发的转基因蚊子,这些蚊子已经在其种系中具有稳定的Cas9细菌酶。 该团队发现,这使他们能够使用CRISPR系统非常有效地编辑基因组。

“CRISPR编辑工具就像一对分子剪​​刀,根据核糖核酸(RNA)指南切割和替换特定的DNA序列。在本文中,该团队使用该系统破坏控制视力,飞行和摄食的基因,导致蚊子有额外的眼睛,畸形的翅膀,眼睛和角质层颜色的缺陷,以及其他变化,“释放说。

这有助于团队控制基因驱动并传播突变,而不是让它消失。

“这些Cas9菌株可用于开发分裂基因驱动,这是一种基因驱动形式,通过它可以将Cas9和指导RNA插入不同的基因组位点并相互依赖进行传播。这是最安全的开发方式并且在实验室测试基因驱动以确保不会扩散到野外,“Akbari在发布中补充道。

这些基因驱动大大增加了基因传递给后代的几率。 研究发现,赔率从50%上升到99%。 当目标基因在多个位点被破坏时,这个数字可能会增加到100%。 为了更好地利用这些可能性,该团队提出了一种称为多路复用的技术,该技术已经过数学建模,可以更好地传播突变。

“应该采取下一步措施来确定可用于从基因组中表达指导RNA的调控序列,一旦确定这些序列,就应该开发物种中的基因驱动,”Akbari补充道。


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责任编辑:端木阔蔽 CN037

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