Tijeras moleculares crean mosquitos sin alas, con tres ojos y amarillos

La formidable herramienta de edición de genes CRISPR ha permitido crear mosquitos amarillos, de tres ojos y sin alas, que ayudarán a prevenir la propagación de enfermedades infecciosas.

Investigadores de la Universidad de California en Riverside han desarrollado mosquitos transgénicos que expresan establemente la enzima Cas9 en su línea germinal. La adición de Cas9 permitirá el uso de la herramienta de edición de genes CRISPR para realizar cambios eficientes y específicos en el ADN de los mosquitos.

Como prueba de concepto, los investigadores utilizaron el sistema para interrumpir el desarrollo de la cutícula, las alas y los ojos, produciendo mosquitos completamente amarillos, de tres ojos y sin alas.

Su objetivo a largo plazo es usar mosquitos que expresen Cas9 junto con otra tecnología, llamada impulsión de genes, para insertar y diseminar genes que supriman los insectos mientras evitan la resistencia que la evolución normalmente favorecería. El Aedes aegypti es el principal portador de virus dengue, chikungunya, fiebre amarilla y zika, y se está volviendo rápidamente resistente a los plaguicidas de uso común.

Publicado en PNAS, el estudio fue dirigido por Omar Akbari, profesor asistente de entomología en la Facultad de Ciencias Naturales y Agrícolas de la UCR y miembro del Instituto de Biología Integrativa del Genoma de la universidad.

Los esfuerzos previos para usar la edición del genoma para evitar que los mosquitos propaguen patógenos se han visto obstaculizados por las bajas tasas de mutación, la escasa supervivencia de los mosquitos modificados y la transmisión ineficaz de genes alterados a la descendencia. Akbari y sus colegas desarrollaron mosquitos transgénicos que expresan establemente una enzima bacteriana Cas9 en la línea germinal, lo que permite una edición del genoma altamente eficiente utilizando el sistema CRISPR.

Tijeras moleculares

CRISPR funciona como un par de tijeras moleculares, cortando y reemplazando secuencias de ADN específicas basadas en una guía de ácido ribonucleico (ARN). En el documento, el equipo utilizó el sistema para alterar los genes que controlan la visión, el vuelo y la alimentación, lo que resulta en mosquitos con un ojo extra, alas malformadas y defectos en el color de los ojos y las cutículas, entre otros cambios.

Akbari dijo que estas cepas representan el primer paso hacia el uso de sistemas de activación de genes para controlar las poblaciones de mosquitos y reducir las enfermedades que propagan.

“Estas cepas Cas9 pueden usarse para desarrollar unidades de genes divididos que son una forma de activación genética mediante la cual el Cas9 y el ARN guía se insertan en loci (posiciones fijas en cromosomas) genómicos separados y dependen el uno del otro para la diseminación. Esta es la forma más segura de desarrollar y prueba los impulsos de genes en el laboratorio para garantizar que no se propaguen en la naturaleza”, dijo Akbari en un comunicado.

Las unidades genéticas aumentan en gran medida las probabilidades de que un gen o un conjunto de genes se transmitan a la descendencia, del 50 por ciento al 99 por ciento. Este número puede aumentar potencialmente al 100 por ciento cuando se interrumpe un gen objetivo en múltiples sitios, una técnica llamada multiplexación que recientemente ha sido modelada matemáticamente por Akbari y sus colegas en UC Berkley.

Los impulsos genéticos pueden utilizarse para sesgar la herencia genética a favor de genes autodestructivos que se propagan rápidamente, como los que alteran la fertilidad, y podrían ser una forma rentable y respetuosa con el medio ambiente de suprimir poblaciones de insectos transmisores de enfermedades.

“Deben seguirse los pasos para identificar las secuencias reguladoras que pueden usarse para expresar los ARN guía del genoma, y ?? una vez que se identifiquen estas secuencias, el desarrollo de genes en la especie debe ser llave en mano”, dijo Akbari.

Fuente: Europa Press

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