Bilden föreställer två ödlor av arten Anolis sagrei, en vildtypsbrun och en genredigerad albino. Fotot är taget av Ashley Rasys och Hannah Schriever

En av vår tids största åtaganden inom genetisk forskning är att förstå informationen i vår och andra arters arvsmassa. Med den banbrytande tekniken CRISPR/Cas9 kan forskare föra in riktade mutationer i arvsmassan och på så vis kartlägga specifika geners funktion. Till exempel kan en gen stängas av helt med CRISPR/Cas9 och dess funktion kan Tekniken har visat sig användbar i otaliga studier av växter, fiskar, fåglar, groddjur och däggdjur.

Reptiler har länge varit ett undantag där CRISPR/Cas9-tekniken inte alls har fungerat. Anledningen till detta är att vissa reproduktiva egenskaper hos reptiler inte är förenliga med hur tekniken vanligtvis används. Nu har en forskargrupp hittat ett nytt sätt att använda CRISPR/Cas9 genom att redigera arvsmassan i omogna ägg från ödlor. Redigeringen resulterade i att de vanligtvis bruna ödlorna föddes vita, helt utan pigment.

För att alla celler i en organism ska bära på en CRISPR-redigerad gen är en vanlig metod att injicera ett CRISPR-komplex i ett befruktat ägg som ännu inte hunnit dela sig. Komplexet innehåller information om exakt var och i vilken gen, redigeringen ska utföras och verktyg för att genomföra den. Om det lyckas, kommer alla celler i kroppen att ha den nya mutationen när ägget delar sig och utvecklas till ett embryo.

En svårighet med för att utföra detta i reptiler är att reptilhonor kan spara spermier i äggledarna för att befrukta sina ägg vid ett senare tillfälle. Detta senare tillfälle är svårt för en forskare som vill CRISPR-redigera det befruktade ägget att känna till. Ett befruktat reptilägg är dessutom fullt av äggula och omslutet av ett elastiskt skal som är svårt att tränga igenom med en injektionsnål utan att det tar skada.

I den aktuella studien har forskarna istället för att vänta på befruktade ägg, fört in ett CRISPR-komplex i omogna ägg som fortfarande ligger kvar i äggstockarna hos honan. När ägget smälter samman med en spermie förväntas bara en av embryots två genkopior, den som ärvs från honan, vara redigerad medan genkopian från hanen förblir oförändrad.

Reptilerna som var studiens fokus är en sorts ödlor som kallas anolisar och har vanligtvis en kamouflerande brun färg. Genen som forskarna ville redigera kodar för tyrosinas vilket är ett enzym som behövs för att bilda ödlans bruna färgpigment. Det räcker med en intakt kopia av tyrosinas-genen för att ödlan ska bli brun.

När alla omogna ägg som injicerades med CRISPR-komplexet befruktats, utvecklats till embryo och slutligen kläckts, hade 6 procent av avkommorna en redigerad tyrosinas-gen. Några av dessa saknade helt pigment och hade inte bara en, utan två redigerade genkopior. Forskarna tolkar detta som att CRISPR-komplexet är verksamt även efter befruktningen och kan fortsätta redigera även nästa DNA-sekvens det kommer i kontakt med – vilket är tyrosinas-genen som ärvts från hanen.

Metoden som presenteras i den aktuella studien gör det möjligt att använda CRISPR/Cas9 även i reptiler. I förlängningen kommer det leda till fler genetiska studier och en ökad kunskap om reptiler, deras ekologi och utveckling. Forskarna hoppas också kunna använda de genredigerade anolis-ödlorna för att studera albinism hos människor.

/Mia Olsson

Källa: Rasys A.M. et al., CRISPR/Cas9 Gene Editing in Lizards Through Microinjection of Unfertilized Oocytes. En preprint som publicerats av bioRxiv den 31 mars 2019

Djur, Genomredigerade djur