도마뱀의 유전자 조작의 이 첫 번째 사례는 파충류 진화와 발달에 대한 더 깊은 이해를 얻는 데 도움이 될 수 있는 모델 유기체를 만들었습니다.
CRISPR-Cas9 또는 단순히 CRISPR 독특하고 빠르고 저렴합니다 유전자 삭제, 추가 또는 변경하여 게놈을 편집할 수 있는 편집 도구 DNA. CRISPR 약어는 'Clustered Regularly Inter-Spaced Palindromic Repeats'의 약자입니다. 이 도구는 편집에 사용된 이전 방법보다 간단하고 정확합니다. DNA.
CRISPR-Cas9 도구는 (a) '가위' 역할을 하고 DNA의 일부를 자르거나 삭제할 수 있는 Cas9 효소, (b) 가이드 RNA - 서열 표적 유전자와 일치하여 Cas9 효소를 표적 위치로 안내합니다. DNA의 표적 부분이 절단되면 세포의 DNA 복구 기계가 나머지 가닥에 다시 결합하고 그 과정에서 표적 유전자를 침묵시킨다. 또는 상동성 지시 수리라고 하는 과정에서 새로운 변형된 DNA 주형을 사용하여 유전자를 '수정'할 수 있습니다. 따라서 CRISPR-Cas9 도구는 유전자 편집 단세포 수정란에 용액. 이 과정은 생성되는 모든 후속 세포에서 유전자 변형(돌연변이)을 일으켜 유전자 기능에 영향을 미칩니다.
CRISPR-Cas9는 어류, 조류 및 포유류를 포함한 많은 종에서 일상적으로 사용되지만 지금까지 파충류를 유전적으로 조작하는 데는 성공하지 못했습니다. 이것은 주로 두 가지 장벽 때문입니다. 첫째, 암컷 파충류는 정자를 난관에 장기간 저장하여 정확한 수정 시기를 결정하기 어렵습니다. 둘째, 파충류 알의 생리학은 달걀 껍질이 유연하고 내부에 공기 공간이 없는 연약함과 같은 많은 특징을 가지고 있어 파열이나 손상을 일으키지 않고 배아를 조작하기가 어렵습니다.
에 업로드된 기사에서 bioRxiv 31년 2019월 9일 연구원들은 CRISPR-CasXNUMX를 사용하는 방법의 개발 및 테스트를 보고했습니다. 유전자 편집 파충류에서는 처음으로. 연구에서 선택된 파충류 종은 열대 파충류였습니다. 도마뱀 라는 아놀리스 사그레이 또는 카리브해에 널리 퍼져있는 더 일반적으로 갈색 올. 연구에 사용된 도마뱀은 미국 플로리다의 야생 지역에서 채집되었습니다. 이 종은 작은 크기, 긴 번식기 및 두 세대 간의 상대적으로 짧은 평균 시간 때문에 연구에 이상적으로 적합합니다.
현재 파충류가 직면한 한계를 극복하기 위해 연구자들은 수정 전에 난자가 암컷 도마뱀의 난소에 있는 동안 미성숙 난자에 CRISPR 성분을 미세 주입했습니다. 그들은 도마뱀의 피부 색소 침착을 조절하는 효소를 생산하는 티로시나아제 유전자를 표적으로 삼았고 이 유전자가 제거되면 도마뱀은 알비노로 태어날 것입니다. 이 명확한 색소침착 표현형이 티로시나제 유전자를 선택한 이유였습니다. 미세 주입된 난자는 암컷 내부에서 성숙하고 후속적으로 도입된 수컷 또는 저장된 정자와 함께 자연적으로 수정됩니다.
그 결과, 몇 주 후에 네 마리의 알비노 도마뱀이 태어나 티로시나제 유전자가 비활성화되었으며, 유전자 편집 프로세스가 성공했습니다. 자손은 부모 모두로부터 편집된 유전자를 포함하고 있기 때문에 CRISPR 구성 요소가 어머니의 미성숙 난모세포에서 훨씬 오랫동안 활성 상태로 유지되었으며 수정 후 아버지의 유전자에 돌연변이가 발생했다는 것이 분명했습니다. 따라서 돌연변이 알비노 도마뱀은 어머니와 아버지 모두로부터 물려받은 유전자에서 조작된 티로시나제를 나타냈습니다. 백색증은 부모 모두로부터 물려받은 특성이기 때문입니다.
이것은 유전자 변형 파충류를 효과적으로 생산한 최초의 연구입니다. 이 연구는 현재 접근 방식이 지금까지 성공하지 못한 뱀과 같은 다른 도마뱀 종에서도 유사한 방식으로 작동할 수 있습니다. 이 작업은 파충류 진화와 발달에 대한 더 깊은 이해를 얻는 데 도움이 될 수 있습니다.
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{이 연구는 현재 피어 리뷰를 위해 제출되었습니다. 인용 출처 목록에서 아래에 제공된 DOI 링크를 클릭하여 사전 인쇄 버전을 읽을 수 있습니다.}
출처
Rasys AM 외. 2019. 프리프린트. CRISPR-Cas9 유전자 편집 수정되지 않은 난모세포의 미세 주입을 통한 도마뱀의 연구. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/591446
