Нокаут гена у вида головоногих производит прозрачных детей

Вверху находится контрольный кальмар, обратите внимание на черно-красновато-коричневые хроматофоры, равномерно распределенные по его мантии, голове и щупальцам. Напротив, эмбриону снизу вводили CRISPR-Cas9, нацеленный на ген пигментации (триптофан-2,3-диоксигеназу) перед первым делением клетки; у него очень мало пигментированных хроматофоров. Карен Кроуфорд

В новом исследовании ученые использовали CRISPR для достижения нокаута гена у вида головоногих кальмаров Doryteuthis pealeii. Ученым удалось убрать ген пигментации у эмбрионов кальмаров, в результате чего появилось прозрачное потомство. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Current Biology 30 июля.

Исследование проходило в Морской биологической лаборатории (MBL), филиале Чикагского университета, во главе со старшим научным сотрудником MBL Джошуа Розенталем и ученым MBL Витман Карен Кроуфорд. Они использовали редактирование генома CRISPR-Cas9, чтобы нокаутировать ген пигментации у эмбрионов кальмаров с длинным хвостом, которые удаляли цвет глаз и кожи кальмаров.

«CRISPR-Cas9 действительно хорошо сработал у Doryteuthis pealeii; он был на удивление эффективным», — говорится в заявлении Розенталя. «Это критически важный первый шаг к способности выбивать гены у головоногих моллюсков для решения множества биологических вопросов».

Единственное осложнение заключалось в попытке внедрить систему CRISPR-Cas9 внутрь эмбрионов кальмаров, поскольку они защищены жестким внешним слоем. Чтобы преодолеть это, команда использовала несколько специальных микроножниц, которые могли обрезать поверхность яйца и пропустить реагенты через кварцевую иглу. 

Doryteuthis pealeii — исключительно важный исследовательский организм в биологии, широко используемый в исследованиях в течение почти столетия. Головоногие моллюски в целом являются источником большого интереса для ученых благодаря их уникальным талантам, от камуфляжа до способности перекодировать свою собственную генетическую информацию. Понимание того, что дает им такие навыки, открывает много дверей для целого ряда областей, от медицины, робототехники, новых материалов до искусственного интеллекта.

Однако, несмотря на все их таланты, эти животные не являются идеальным видом в качестве генетического исследовательского организма. С большой силой приходит большая масса тела, из-за чего длинные кальмары занимают очень много места в аквариуме в лабораториях. Имея это в виду, следующая цель команды — воссоздать нокаут гена у меньшего вида головоногих Euprymna berryi, известного как кальмар колибри.

DOI: 10.1016/j.cub.2020.06.099