トカゲにおける遺伝子操作のこの最初のケースは、爬虫類の進化と発達のさらなる理解を得るのを助けることができるモデル生物を作成しました
CRISPR-Cas9または単に CRISPR ユニークで高速かつ安価です 遺伝子 削除、追加、変更によりゲノムの編集を可能にする編集ツール DNA。 CRISPRの頭字語は、「Clustered Regularly Inter-SpacedPalindromicRepeats」の略です。 このツールは、編集に使用されていた以前の方法よりもシンプルで正確です。 DNA.
CRISPR-Cas9ツールは、（a）「はさみ」として機能し、DNAの一部を切断または削除できるCas9酵素で作られたDNAコンストラクトを接合体（9細胞）段階で生物に注入します。（b）ガイドRNA –シーケンス標的遺伝子と一致するため、Cas9酵素を標的位置に誘導します。 DNAの標的部分が切断されると、細胞のDNA修復機構が残りの鎖に再び結合し、その過程で標的遺伝子をサイレンシングします。 または、相同性指向修復と呼ばれるプロセスで新しい修飾DNAテンプレートを使用して、遺伝子を「修正」することもできます。 したがって、CRISPR-CasXNUMXツールは注入することによって遺伝子組み換えを可能にします 遺伝子編集 単細胞受精卵への溶液。 このプロセスは、生成される後続のすべての細胞に遺伝的変化（突然変異）を引き起こし、遺伝子機能に影響を与えます。
CRISPR-Cas9は、魚、鳥、哺乳類を含む多くの種で日常的に使用されていますが、これまでのところ、爬虫類の遺伝子操作には成功していません。 これは主にXNUMXつの障壁によるものです。 第一に、雌の爬虫類は精子を卵管に長期間保存するため、受精の正確な時期を特定することは困難です。 第二に、爬虫類の卵の生理機能には、しなやかな卵殻、内部に空間がない脆弱性などの多くの特徴があり、破裂や損傷を引き起こすことなく胚を操作することは困難です。
にアップロードされた記事で bioRxiv 31 年 2019 月 9 日、研究者らは CRISPR-CasXNUMX の使用方法の開発とテストを報告しました。 遺伝子編集 爬虫類では初めて。この研究で選ばれた爬虫類の種は熱帯性の爬虫類でした。 トカゲ 呼ばれます アノールトカゲ または、カリブ海で広く見られるブラウンアノール。 この研究のトカゲは、米国フロリダ州の野生の地域から収集されました。 この種は、その小型サイズ、長い繁殖期、およびXNUMX世代間の比較的短い平均時間のため、研究に理想的に適しています。
爬虫類が現在直面している制限を克服するために、研究者は、受精前に卵がまだ雌のトカゲの卵巣にある間に、未成熟の未受精卵にCRISPRコンポーネントをマイクロインジェクションしました。 彼らは、トカゲの皮膚の色素沈着を制御する酵素を生成するチロシナーゼ遺伝子を標的とし、この遺伝子が除去されると、トカゲはアルビノとして生まれます。 この明確な色素沈着の表現型が、チロシナーゼ遺伝子を選択した理由でした。 次に、マイクロインジェクションされた卵子は雌の内部で成熟し、その後、導入された雄または保存された精子で自然に受精します。
その結果、数週間後に4頭のアルビノトカゲが誕生し、遺伝子チロシナーゼが失活し、 遺伝子編集 プロセスは成功しました。子孫には両親由来の編集された遺伝子が含まれていたため、CRISPR コンポーネントが母親の未熟な卵母細胞内ではるかに長く活性を維持し、受精後に父親の遺伝子を変異させたことが明らかでした。したがって、アルビノは両親から受け継がれた形質であるため、突然変異体のアルビノトカゲは、母親と父親の両方から受け継いだ遺伝子に操作されたチロシナーゼを示しました。
これは、遺伝子組み換え爬虫類を効果的に生産する初めての研究です。 この研究は、現在のアプローチがこれまで成功していなかったヘビのような他のトカゲ種でも同様に機能する可能性があります。 この作業は、爬虫類の進化と発達をさらに理解するのに役立つ可能性があります。
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ソース
Rasys AM ら。 2019.プレプリント。 CRISPR-Cas9 遺伝子編集 未受精卵母細胞のマイクロインジェクションによるトカゲの研究。バイオRxiv。 https://doi.org/10.1101/591446
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