Development: Разработан новый метод доставки грузов в яйцеклетки

Новый способ доставки миниатюрных исследовательских инструментов внутрь яйцеклеток и эмбрионов разработали в Морской биологической лаборатории, MBL. Это позволит использовать инструмент редактирования генов CRISPR-Cas9 во многих организмах.

Обычно для введения «груза» в яйцеклетки или эмбрионы учёные используют микроинъекцию — длинную, тонкую стеклянную иглу. Но иногда природа сопротивляется: например, у головоногих моллюсков яйцевые клетки защищены прочной оболочкой, которая называется хорион. При контакте с ней стеклянные иглы ломаются.

Новый метод, получивший название VitelloTag, поможет преодолеть это препятствие.

Зак Шварц, ассистент учёного из MBL и старший автор статьи о VitelloTag, сообщил, что для микроинъекций в некоторые организмы нужны очень острые иглы. Но они всё равно ломаются.

У других видов хрупкие эмбрионы или короткий нерестовый период, поэтому окно для доставки CRISPR-Cas9 в яйцеклетки очень короткое. Микроинъекции часто заканчиваются неудачей.

Новый подход к доставке основан на белке вителлогенине, который содержится в желтке большинства животных и служит источником энергии для растущего яйца.

Вителлогенин — это белок, который синтезируется вне яичника. У курицы он вырабатывается в печени и переносится по кровотоку до яичника, где попадает в яйцевую клетку.

Учёные выделили часть вителлогенина, которая связывается с рецептором на поверхности яйцеклетки. К этой метке можно присоединять различные грузы, например Cas9.

Это позволяет поместить яйца в чашку Петри и пипеткой ввести VitelloTag с Cas9, чтобы они массово его впитали.

Команда успешно использовала VitelloTag в двух видах, важных для биологии развития: морской звезде (Patiria miniata) и желудёвом черве (Saccoglossus kowalevskii).

После публикации работы в интернете учёные получили большой интерес от коллег из разных институтов, которые хотят попробовать этот метод на своих животных.

Вителлогенин высококонсервативен среди видов животных, поэтому инструмент может работать со многими другими организмами. Но самое приятное — учёные разработали конвейер для создания адаптированных версий VitelloTag, которые могут работать с тем или иным видом, если первая итерация не сработает.

Микроинъекция остаётся предпочтительным методом доставки CRISPR-Cas9 во многие организмы. При этом методе пенетрантность (процент клеток, успешно принявших CRISPR) может достигать 90%.

Команда учёных, используя VitelloTag, добилась около 30% пенетрантности у морской звезды и желудёвого червя.

Если вы можете быстро добавить VitelloTag в блюдо с 500 яйцами и получить 30-процентную пенетрантость, вы всё равно молодец, — говорит Шварц.

Для таких животных, как желудёвый червь, VitelloTag может многое предложить. Вы получите гораздо лучшие показатели, чем когда-либо раньше.

Результаты опубликованы в издании Development.

11.09.2024