Las ostras están ampliamente distribuidas y sustentan las principales industrias acuícolas y pesqueras de todo el mundo. Sin embargo, las ostras aún se encuentran en una etapa temprana de domesticación.
Recientemente, un equipo de investigación dirigido por el profesor Zhang Linlin del Institute of Oceanology of the Chinese Academy of Sciences (IOCAS) propuso una técnica de edición de genes mediada por CRISPR altamente efectiva en la ostra cultivada, que provee una herramienta poderosa para la ingeniería genética con la finalidad de mejorar los rasgos productivos en ostras y otras especies acuícolas.
Los investigadores llevaron a cabo la inactivación mediada por CRISPR mediante electroporación en Crassostrea gigas angulate con β-tubulina como gen marcador.
La tecnología CRISPR/Cas9
El sistema CRISPR/Cas9 es una tecnología revolucionaria que permite a los investigadores realizar una variedad de experimentos genéticos mediante la inducción de mutaciones para la pérdida o ganancia de funciones en una posición precisa.
Debido a su alta eficiencia, CRISPR/Cas9 ha sido aplicada con éxito en al menos 13 especies acuícolas, incluido el salmón del Atlántico, tilapia, dorada, bagre del canal, carpa común, trucha arcoíris, entre otras.
Deleciones de fragmentos
Los investigadores detectaron deleciones de fragmentos largos en el gen objetivo y observaron mutaciones en mosaico, incluidos cilios defectuosos y disminución de la motilidad en las larvas de primera generación.
La estrategia anterior genera principalmente pequeños indeles producidos por escisiones de sgRNA individuales, que generalmente requieren mucho tiempo durante la genotipificación.
La estrategia utilizada en este estudio co-inyectó más de dos pequeños ARN guía (sgRNA) con el objetivo de generar deleciones de fragmentos largos, lo que aumenta significativamente la eficiencia de edición y simplifica el flujo de trabajo de genotipado mutante al ejecutar un gel de agarosa normal.
En este estudio, los investigadores detectaron una eliminación de fragmentos largos de más de 300 bp en el gen objetivo.
El mosaicismo resultante de la edición del genoma CRISPR/cas9 en modelos animales es valioso.
Mutagénesis en mosaico
El equipo de investigadores produjo una mutagénesis en mosaico con efectos fenotípicos no letales pero fácilmente observables.
La eliminación de β-tubulina mediaba en los patrones de expresión de mosaico de Cgβ-tubulina y se observaron efectos ciliares en mosaico en las posiciones de peritroch, cilios intestinales y el anillo del cilio posterior en larvas de C. gigas angulate.
“La aplicación de tecnologías de edición del genoma en ostras requiere el establecimiento de una herramienta de mutagénesis CRISPR/Cas9 eficiente que pueda generar fenotipos defectuosos significativos”, manifestó el Dr. Chan Jiulin, primer autor del estudio.
Los investigadores llevaron a cabo la inactivación del gen mediada por CRISPR/Cas9 mediante electroporación y observaron las deleciones de fragmentos largos y las mutaciones en mosaico en las larvas de primera generación de ostras cultivadas.
La estrategia propuesta aumenta la eficiencia de la mutagénesis, simplifica el flujo de trabajo de edición del genoma y proporciona una nueva herramienta en el sistema experimental de moluscos para estudios de función genética.
“La aplicación de la tecnología de edición de genes mediada por CRISPR/Cas9 en moluscos marinos aún se enfrenta a desafíos, ya sea en la reproducción de genes funcionales o de ingeniería genética. Este estudio puede proporcionar una referencia útil para una aplicación generalizada de la tecnología de edición de genes en los moluscos en el futuro”, dijo el profesor Zhang.
Conclusión
Según los investigadores, la aplicación de la edición de genes mediada por CRISPR en moluscos marinos todavía enfrenta grandes desafíos, tanto en estudios funcionales después de la eliminación de genes como en la reproducción mediante la ingeniería genética.
Ellos destacan que la eliminación de β-tubulina podría inducir fenotipos de mosaico en larvas G0 de C. gigas angulate mediante el uso de electroporación.
El estudio fue financiado por National Natural Science Foundation of China, Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences, Key Development Project of Centre for Ocean Mega-Research of Science, Chinese Academy of Science.
Referencia (acceso abierto):
Jiulin Chan et al, Electroporation-Based CRISPR/Cas9 Mosaic Mutagenesis of β-Tubulin in the Cultured Oyster, Frontiers in Marine Science (2022). DOI: 10.3389/fmars.2022.912409
