У нас есть ты, клещи
Клещи не смогут долго скрывать свои дьявольские уловки. В новом исследовании, проведенном на этой неделе, исследователи утверждают, что получили генетически модифицированные эмбрионы клещей в лаборатории с использованием CRISPR — очевидно, впервые в этой области. Достижение должно однажды позволить нам лучше понять этих жуков, особенно ответственных за болезнь Лайма и другие болезни, переносимые клещами.
CRISPR — одно из важнейших научных достижений последнего времени. Это относительно дешевая и простая форма генетических манипуляций, основанная на древней защитной системе, используемой бактериями для защиты от вирусов. Люди начинают использовать CRISPR, чтобы избавиться от неприятных мутаций или добавить новые генетические изменения в животных и растениях, которые могут найти широкое применение как в медицине, так и в сельском хозяйстве. Еще одно ценное применение CRISPR — простое знание. Например, выбив ген из живого существа, вы сможете выяснить, что на самом деле делает этот ген, и разгадать часть биологической головоломки.
Один из распространенных способов редактирования чьих-либо генов — осторожно вносить изменения, пока они находятся на стадии зародыша жизни. Ученые сделали это на различных паукообразных и насекомых, распространяющих болезни, таких как комары. Но эмбрионы клещей, по-видимому, очень привередливы, считают исследователи, стоящие за этим новым исследованием, опубликованным во вторник в iScience. Внутренности их яиц находятся под высоким давлением, и они покрыты твердой внешней оболочкой, а также толстым слоем воскоподобного материала, нанесенного самкой клеща. Этот восковой слой делал редактирование генов невыполнимой задачей — кажется, до сих пор.
«Мы смогли аккуратно препарировать беременных самок клещей, чтобы хирургическим путем удалить орган, ответственный за покрытие яиц воском, но при этом позволяя самкам откладывать жизнеспособные яйца. Эти яйца, не содержащие воска, позволяли вводить эмбрионам клещей материалы, необходимые для модификации генома», — заявила в своем заявлении старший автор Моника Гулиа-Насс, молекулярный биолог из Университета Невады в Рино .
Гулия-Насс и ее команда, в которую также входили исследователи из Университета штата Пенсильвания и Университета Мэриленда, работали с черноногим клещом ( Ixodes scapularis ), основным переносчиком болезни Лайма наряду с другими неприятными инфекциями. Им предстояло решить несколько задач, таких как график развития клеща внутри эмбриона. Но как только они это сделали, они смогли произвести выжившую партию клещей с инъекцией CRISPR.
В целом около 10% этих тиков пережили процесс, что сопоставимо с показателями, наблюдаемыми в других моделях ошибок. Сообщается, что впервые у паукообразных они также смогли использовать относительно новый метод доставки CRISPR, который не требует каких-либо инъекций эмбриона, называемый методом ReMOT Control. Этот метод добавил изменения к взрослым особям до их зачатия, и он оказался на 100% живучим для их клещей.
Исследователи заявили, что эти новшества должны иметь большое значение для разгадки генетических и молекулярных секретов клещей и их сложного жизненного цикла. И в будущем это исследование может привести к созданию нового оружия против болезней, которые они распространяют. Клещи являются основной причиной трансмиссивных заболеваний в США, и ежегодно сотни тысяч американцев заражаются болезнью Лайма. И во многом благодаря изменению климата они угрожают стать еще большей неприятностью в ближайшие десятилетия.
«Мы ожидаем, что инструменты, которые мы здесь разработали, откроют новые направления исследований, которые значительно ускорят наше понимание молекулярной биологии этого и родственных видов клещей», — сказал Гулиа-Насс. «Нацеленное разрушение генов клещевых переносчиков человеческих патогенов — это мощный метод для раскрытия лежащей в основе биологии взаимодействия клещ-патоген-хозяин, который может помочь в разработке и применении новых подходов к борьбе с клещевыми болезнями».
