Pesquisadores desenvolveram uma abordagem CRISPR-Cas9 para permitir a edição de genes em baratas, de acordo com um estudo publicado pela Cell Press em 16 de maio na revista Cell Reports Methods. A técnica simples e eficiente, denominada CRISPR “parental direto” (DIPA-CRISPR), envolve a injeção de materiais em fêmeas adultas onde os óvulos estão se desenvolvendo e não nos próprios embriões.
“De certa forma, os pesquisadores de insetos foram libertados do incômodo das injeções de ovos”, diz o autor sênior do estudo, Takaaki Daimon, da Universidade de Kyoto. “Agora podemos editar genomas de insetos mais livremente e à vontade. Em princípio, esse método deve funcionar para mais de 90% das espécies de insetos.”
As abordagens atuais para edição de genes de insetos normalmente requerem microinjeção de materiais em embriões iniciais, limitando severamente sua aplicação a muitas espécies. Por exemplo, estudos anteriores não conseguiram a manipulação genética de baratas devido ao seu sistema reprodutivo único. Além disso, a edição de genes de insetos geralmente requer equipamentos caros, uma configuração experimental específica para cada espécie e pessoal de laboratório altamente qualificado. “Esses problemas com os métodos convencionais têm atormentado pesquisadores que desejam realizar a edição do genoma em uma ampla variedade de espécies de insetos”, diz Daimon.
Para superar essas limitações, Daimon e seus colaboradores injetaram ribonucleoproteínas Cas9 (RNPs) na cavidade principal do corpo de baratas fêmeas adultas para introduzir mutações hereditárias em óvulos em desenvolvimento. Os resultados demonstraram que a eficiência de edição de genes – a proporção de indivíduos editados do número total de indivíduos eclodidos – pode chegar a 22%. No besouro da farinha vermelha, o DIPA-CRISPR alcançou uma eficiência superior a 50%. Além disso, os pesquisadores geraram o gene knockin besouros co-injetando oligonucleotídeos de fita simples e Cas9 RNPs, mas a eficiência é baixa e deve ser melhorada.
A aplicação bem-sucedida do DIPA-CRISPR em duas espécies evolutivamente distantes demonstra seu potencial para amplo uso. Mas a abordagem não é diretamente aplicável a todas as espécies de insetos, incluindo moscas-das-frutas. Além disso, os experimentos mostraram que o parâmetro mais crítico para o sucesso é o estágio das fêmeas adultas injetadas. Como resultado, o DIPA-CRISPR requer um bom conhecimento do desenvolvimento ovariano. Isso pode ser desafiador em algumas espécies, dadas as diversas histórias de vida e estratégias reprodutivas em insetos.
Apesar dessas limitações, o DIPA-CRISPR é acessível, altamente prático e pode ser facilmente implementado em laboratórios, estendendo a aplicação da edição de genes a uma ampla diversidade de espécies de insetos modelo e não modelo. A técnica requer equipamento mínimo para injeção em adultos e apenas dois componentes – proteína Cas9 e RNA de guia único – simplificando bastante os procedimentos para edição de genes. Além disso, disponível comercialmente, o Cas9 padrão pode ser usado para injeção em adultos, eliminando a necessidade de engenharia personalizada demorada da proteína.
“Ao melhorar o método DIPA-CRISPR e torná-lo ainda mais eficiente e versátil, poderemos habilitar a edição do genoma em quase todas as mais de 1,5 milhão de espécies de insetos, abrindo um futuro no qual podemos utilizar plenamente o incrível funções biológicas dos insetos”, diz Daimon. “Em princípio, também pode ser possível que outros artrópodes possam ser editados pelo genoma usando uma abordagem semelhante. Isso inclui pragas agrícolas e médicas, como ácaros e carrapatos, e importantes recursos pesqueiros, como camarão e caranguejos.”
Publicado em 29/05/2022 12h29
Artigo original:
Estudo original: