Animalele modificate genetic joacă un rol major în cercetarea biomedicală. Șoarecii sunt utilizați cel mai frecvent, deoarece sunt ușor de crescut și de păstrat. Porcii sunt mai asemănători cu oamenii, dar până acum a fost nevoie de timp și inca ineficient pentru modificarea genetică, creșterea și reproducerea unor animale atât de mari. Ca o alternativă posibilă, cercetătorii au creat acum porci și găini care produc deja foarfeca genei Cas9 în toate celulele corpului lor. Acest lucru face posibilă editarea genelor la animalele vii cu puțin efort, în loc să fie nevoie să creeze un nou model animal pentru fiecare genă țintă.
Foarfecele genei Crispr / Cas9 permit intervenții specifice asupra ADN-ului. Prin tăiere și lipire, genele pot fi schimbate sau inactivate cu o precizie precisă. Sistemul este format din două componente: așa-numitul gARN (ARN ghid) este utilizat pentru a identifica segmentul corect de ADN. Această scurtă secvență se leagă de porțiunea unei gene care urmează să fie modificată. Enzima Cas9 nuclează, gena foarfecă, se leagă de ARNg și taie secțiunea respectivă a ADN-ului țintă. Metoda este unul dintre cele mai importante instrumente în ingineria genetică și este ușor și ieftin de utilizat. Pentru a produce animale modificate genetic, de exemplu pentru cercetarea medicală, este necesar să se intervină în linia germinativă și să se reproducă animalele produse în acest mod. Acest proces este lung și ineficient, în special în cazul animalelor mai mari.
În mod normal dezvoltat și fertil
Cercetătorii conduși de Beate Rieblinger de la Universitatea Tehnică din München au creat acum porci și pui care au deja o componentă a sistemului Crispr / Cas9: „Animalele pe care le generăm asigură și foarfecele genetice – proteina Cas9”, explică colegul lui Rieblinger Benjamin Schusser . „Rămâne doar să introduci ARN-urile conductoare pentru a obține animale care au anumite proprietăți genetice.” Pentru a produce animale transgenice Cas9, cercetătorii au introdus Cas9 în genomul embrionilor timpurii de porc și pui. Animalele născute în viață la care a funcționat modificarea genetică au continuat să le reproducă. Acest proces a durat aproximativ trei ani.
“Atât puii transgenici Cas9, cât și porcii s-au dezvoltat normal, nu au prezentat anomalii evidente, de exemplu în ceea ce privește creșterea în greutate și au fost fertili”, raportează cercetătorii. Deoarece genele Cas9 au fost introduse în stadiile incipiente ale dezvoltării embrionare, celulele germinale și descendenții acestor animale au, de asemenea, proprietățile dorite. „Cas9 poate fi utilizat acum în toate etapele de dezvoltare ale animalelor, deoarece fiecare celulă din corp posedă permanent proteina Cas9”, spune Schusser. Cercetătorii au demonstrat acest lucru folosind probe din mai multe tipuri de țesuturi diferite la animale, inclusiv inima, rinichii, mușchii, ficatul, plămânii și creierul.
Opțiuni de aplicare flexibile
Ca test, cercetătorii au efectuat diferite modificări genetice, atât pe embrioni de pui și porci vii, cât și pe probe de celule pe care le-au obținut de la animalele Cas9. Rezultatele confirmate: Doar prin adăugarea de ARNg, genele țintă respective ar putea fi procesate într-un procent relevant din celule. „Prezența Cas9 în celule accelerează și simplifică semnificativ procesele”, spune colega lui Riebinger, Angelika Schnieke. Acest lucru permite o utilizare necomplicată în cercetarea biomedicală. „Grupul nostru are un interes în modelarea cancerelor umane la porci, cum ar fi cancerul de colon”, scriu cercetătorii. Liniile de animale nou create pot ajuta în acest sens. Animalele echipate cu Cas9 permit, de exemplu, genele relevante pentru tumoare să fie inactivate în mod specific și simularea dezvoltării cancerului, explică Schnieke.
Datorită utilizării flexibile a manipulării genetice, cercetătorii pot testa, de asemenea, direct pe animal, ce gene sunt implicate în dezvoltarea rezistenței la boli, de exemplu. Acest lucru este interesant pentru cercetarea animalelor de fermă, printre altele. „Puii și porcii noștri care exprimă Cas9 reprezintă o resursă inovatoare pentru editarea genomului în științele biomedicale și agricole”, rezumă Schnieke. De asemenea, ar pune animalele pe care le-au crescut la dispoziția altor grupuri de cercetare. „Cercetările biomedicale și agricole pot fi astfel avansate prin editarea eficientă a genomului la animalele vii”.
