Unas lagartijas albinas, primeros reptiles mutantes del mundo
Utilizan el corta-pega genético para cambiar las características de estos animales del tamaño del dedo índice
Unas lagartijas albinas del tamaño de un dedo índice se han convertido en los primeros reptiles editados genéticamente en todo el mundo. Los investigadores utilizaron la innovadora técnica CRISPR-Cas9 , popularmente conocida como el «corta-pega genético». El estudio, publicado en la revista «Cell Reports», muestra cómo la edición de genes puede llevarse a cabo fuera de los principales modelos animales. Además, observan cómo los lagartos pueden transmitir con éxito las modificaciones genéticas para el albinismo a sus descendientes.
«Durante bastante tiempo hemos estado luchando para modificar los genomas de reptiles y manipular sus genes, pero nos hemos quedado estancados en el modo en que se realiza la edición genética en los principales sistemas modelo», dice Doug Menke, profesor en la Universidad de Georgia y coautor del estudio. Los investigadores querían explorar las lagartijas anolis «para estudiar la evolución de la regulación genética, ya que estos animales «han experimentado una serie de eventos de especiación en las islas del Caribe, al igual que los pinzones de Darwin en las Galápagos», explica el investigador.
La forma en que se realiza la edición de genes tradicionalmente es inyectando reactivos en óvulos recién fertilizados o cigotos unicelulares. Pero esta técnica no se puede utilizar en reptiles porque los lagartos tienen fertilización interna y no se puede predecir cuándo lo hacen. Un embrión unicelular aislado de una lagartija hembra tampoco puede transferirse fácilmente, por lo que es casi imposible manipularlo fuera de la lagartija.
Pero Menke y su equipo de investigación notaron que la membrana transparente sobre el ovario les permitía ver todos los óvulos en desarrollo, incluidos los que iban a ser ovulados y fertilizados a continuación. Decidieron inyectar los reactivos CRISPR en los óvulos no fertilizados dentro de los ovarios y ver si la técnica funcionaba.
«Debido a que estamos inyectando óvulos no fertilizados, pensamos que solo podríamos realizar la edición de genes en los alelos heredados de la madre. El ADN paterno no está en estos ovocitos no fertilizados», dice Menke. «Tuvimos que esperar tres meses para que los lagartos eclosionaran, por lo que es un poco como la edición de genes a cámara lenta. Pero resulta que cuando realizamos este procedimiento, aproximadamente la mitad de los lagartos mutantes que generamos tuvieron eventos de edición de genes en el alelo materno y el paterno».
Esto sugiere que los componentes CRISPR permanecen activos durante varios días, o incluso semanas, dentro de los óvulos no fertilizados. Después de examinar a la descendencia, los investigadores descubrieron que alrededor del 6% al 9% de los ovocitos, dependiendo de su tamaño, producían descendencia con eventos de edición genética.
«En relación con los sistemas modelo muy establecidos que pueden tener eficiencias de hasta el 80% o más, el 6% parece bajo, pero nadie ha podido hacer este tipo de manipulaciones en ningún reptil antes», dice Menke. «No hay una gran comunidad de genetistas del desarrollo que estudien reptiles, por lo que esperamos aprovechar una biología funcional emocionante que no ha sido explorada».
Problemas de visión
Menke dice que su equipo tenía dos razones para hacer que los lagartos fueran albinos, en lugar de editar otros rasgos. Primero, cuando se elimina el gen de albinismo de tirosinasa, se produce una pérdida de pigmentación sin ser letal para el animal. En segundo lugar, dado que los humanos con albinismo a menudo tienen problemas de visión, los investigadores esperan usar las lagartijas como modelo para estudiar cómo la pérdida de este gen afecta el desarrollo de la retina.
«Los humanos y otros primates tienen una característica en el ojo llamada fóvea, que es una estructura en forma de hoyo en la retina que es crítica para la visión de alta agudeza. La fóvea está ausente en los principales modelos de sistemas, pero está presente en los lagartos anolis, ya que confían en la visión de alta agudeza para cazar insectos», dice Menke.
Estudiar las funciones genéticas en reptiles ofrece nuevas oportunidades para explorar aspectos del desarrollo que se estudian mejor en modelos animales no establecidos, señala Menke. Y, en última instancia, esta técnica de edición de genes podría traducirse para su uso en otros animales.
«Nunca sabemos de dónde vendrán las siguientes ideas principales, y si ni siquiera podemos estudiar cómo funcionan los genes en un gran grupo de animales, entonces no hay forma de saber si hemos explorado todo lo que hay para explorar», advierte Menke. «Sin duda, cada especie tiene cosas que decirnos, si nos tomamos el tiempo para desarrollar los métodos para realizar la edición de genes».
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