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Con el nuevo método CRISPR, la edición de genes en insectos se vuelve pan comido

Los insectos tienen características anatómicas complejas porque el proceso de modificación genética en muchas especies de insectos como los grillos siempre ha sido difícil para los científicos. Pero un estudio publicado recientemente en la revista celda de prensa Revela una solución prometedora a este problema.

Imagen del concepto CRISPR en cucarachas. Créditos de imagen: Shirai et al./Cell Reports Methods

Un equipo de investigadores de la Universidad de Kyoto en Japón ha desarrollado una tecnología llamada Direct Parental CRISPR (DIPA). Según su estudio, este método CRISPR (Las ya populares “tijeras de genes” se pueden usar para editar genes en más del 90 % de las especies de insectos. Este método podría ayudar a los científicos de todo el mundo a superar las diversas limitaciones y complicaciones a las que se enfrentan cada vez que intentan alterar el genoma del insecto.

Al hablar sobre la investigación, Takaaki Daimon, autor principal del estudio y profesor de agricultura en la Universidad de Kioto, dijo:

«En cierto sentido, los investigadores de insectos se han liberado de la incomodidad de inyectar huevos. Ahora podemos modificar los genomas de los insectos con mayor libertad y por nuestra propia voluntad. En principio, este método debería funcionar para más del 90% de las especies de insectos».

¿Por qué molestarse con la liberación de errores?

Un informe de la Institución Smithsonian revela que Hay 900.000 especies de insectos. (Algunos otros informes sugieren que el número podría ser tan alto como 1,5 millones) En términos de población, son el grupo más grande de la Tierra. Se cree que el número total de insectos en cualquier momento es de 10 quintillones (1019). Los insectos están estrechamente relacionados con la agricultura, las enfermedades y diversos servicios ecosistémicos como la descomposición, la polinización y el control de plagas que afectan directamente a los humanos. En pocas palabras, dan forma a la naturaleza que vemos a nuestro alrededor.

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Adicionalmente, derivamos Beneficios comerciales ilimitados De insectos en forma de medicamentos, productos textiles, alimentos, etc. Las prácticas de edición del genoma en insectos permiten a los científicos experimentar con su composición genética y obtener más información sobre su impacto en la naturaleza y la humanidad, pero hasta ahora ha sido muy difícil de abordar.

En primer lugar, los métodos actuales de edición de genes son muy costosos porque requieren una preparación y un equipo sofisticados. Entonces, pueden ser Solo trabajan para un número limitado. Especies de insectos como mosquitos y mariposas porque requieren la introducción de mutaciones en las primeras etapas del embrión. Dado que muchos insectos (como las cucarachas) tienen sistemas reproductivos complejos y escamas embrionarias tempranas duras, inyectar las sustancias requeridas en sus células embrionarias se vuelve imposible o requiere herramientas y habilidades especiales.

Por lo tanto, a menudo se requieren diferentes enfoques de edición de genes en el caso de diferentes especies de insectos según sus características anatómicas y reproductivas.

«Estos problemas con los métodos convencionales han afectado a los investigadores que quieren realizar la edición del genoma en una variedad de especies de insectos», dice Damon.

Ventajas de la tecnología parental directa CRISPR en insectos

DIPA o CRISPR parental directo se entrelazan regularmente y se espacian replicones cortos recurrentes (CRISPR) – Método Cas 9.. Es una técnica de edición de genes altamente eficiente y que consume menos tiempo que implica el uso de una pieza de ARN guía (gRNA) y la enzima Cas9.gRna detecta la parte del genoma del ADN que los científicos quieren modificar en un organismo y Enzima Cas9 corta hebras de ADN contienen el genoma objetivo.

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Créditos de la imagen: Virvoreanu-Laurentiu / Pixabay

Cuando el ADN se daña, las células del cuerpo inician el mecanismo de reparación y, finalmente, la hebra original se reemplaza con el ADN modificado deseado. El profesor Daimon y sus colegas de la Universidad de Kyoto realizaron un experimento con cucarachas hembras adultas utilizando el método DIPA CRISPR-Ca9. En lugar de introducir el material genético deseado en la etapa embrionaria temprana, alteraron los genes en grillos hembra inyectando ribonucleoproteínas Cas9 (RNP) en la parte del cuerpo que contiene los óvulos en desarrollo.

Después de realizar cambios en los genomas de las cucarachas, los investigadores descubrieron que el porcentaje de mutación exitosa era de alrededor del 22 %. Cuando usaron la misma tecnología en los escarabajos rojos de la harina, la eficiencia subió al 50 %. Curiosamente, los grillos y los escarabajos rojos de la harina no están estrechamente relacionados entre sí, lo que indica que la implementación exitosa de las sugerencias DIPA-CRISPR se puede utilizar para la edición de genes en diferentes especies de insectos.

Otra ventaja de la tecnología DIPA CRISPR es que no requiere ningún equipo costoso y se puede realizar fácilmente con un fragmento de ARNg y una enzima Cas9 utilizando una configuración experimental básica. Sin embargo, esta técnica aún no se ha desarrollado por completo y se necesita más investigación antes de que pueda aplicarse con el fin de modificar genes en todas las especies de insectos.

“Al mejorar el método DIPA-CRISPR y hacerlo más eficiente y diverso, es posible que podamos habilitar la edición del genoma en casi todas las más de 1,5 millones de especies de insectos, abriendo un futuro en el que podemos aprovechar al máximo la increíble funciones biológicas de los insectos”, dijo Damon.

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