Биологи впервые смогли использовать метод генной модификации CRISPR для насекомых. Испытывая новый подход, они создали новые линии ГМ-жуков и тараканов. Технология CRISPR-Cas9 (или просто CRISPR) появилась лишь около десяти лет назад, однако уже успела совершить небольшую революцию в генной инженерии и принесла своим создателям Нобелевскую премию.

CRISPR позволяет манипулировать генами с недоступными прежде точностью, надежностью и простотой, став самым популярным инструментом в этой области. Достаточно впрыснуть коктейль белков и нуклеиновых кислот в клетки начавшего развитие эмбриона, чтобы получить ГМ-организм с новыми нужными свойствами.

Технология нашла самое широкое применение, однако, оказалась, что она подходит далеко не для всех видов. В частности, ранние эмбрионы многих насекомых развиваются под твердой оболочкой и недоступны для микроинъекций. Поэтому в таких случаях ученым до сих пор приходится полагаться на более старые, сложные и ненадежные методы. Лишь недавно сотрудники японского Университета Киото нашли подход, позволяющий использовать CRISPR и для таких животных.

Об этом они пишут в статье, опубликованной в журнале Cell Reports Methods.

Ю Ширай (Yu Shirai) и его коллеги инъецировали CRISPR-коктейль не в эмбрионы, а непосредственно в полость тела взрослых фертильных самок. В результате такой манипуляции система проникает и в яйцеклетки животных, внося в их геномы изменения, которые наследуются развивающимся потомством. Новый подход авторы назвали DIPA-CRISPR (Direct Parental CRISPR) — «прямой родительский CRISPR».

Общая схема экспериментов с DIPA-CRISPR / ©Shirai et al., 2022

Чтобы продемонстрировать метод в деле, ученые использовали CRISPR для «отключения» в эмбрионах рыжих тараканов (Blattella germanica) одного из генов, который определяет цвет их глаз. Эксперименты показали, что искусственную мутацию несли почти 22 процентов потомства таких самок — довольно впечатляющая цифра для ГМ-манипуляций. Еще успешнее оказались испытания нового подхода на жуках-хрущаках Tribolium castaneum: изменения сохранились уже у половины их потомства. Чуть менее эффективными были попытки более сложной модификации ДНК — внесения в нее нового гена.

«Успешное применение DIPA-CRISPR для двух эволюционно далеких видов насекомых указывает на его универсальность, — пишут ученые в статье. — Простота и доступность DIPA-CRISPR резко расширит возможности использования генных технологий для широкого спектра модельных и немодельных насекомых, включая вредителей и видов, имеющих эпидемиологическое значение, манипуляции с геномом которых до сих пор не производились».

По оценкам авторов исследования, технология позволит работать более чем с 90 процентами видов насекомых.