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C. quinquefasciatus,comúnmente conocido como el mosquito doméstico del sur, es un vector competente de numerosos patógenos, incluido el virus del Nilo Occidental (WNV), la encefalitis japonesa, la encefalitis de San Luis y la encefalitis equina oriental. En particular, desde que se detectó por primera vez en Nueva York en 1999, el VNO se ha convertido en una importante enfermedad transmitida por vectores en todo el territorio continental de los Estados Unidos (EE. UU.) con más de 50,000 casos humanos reportados que resultaron en alrededor de 2,300 muertes entre 1999 y 20181, así como más de 4,500 casos equinos reportados entre 2008-20192. Además, al menos 23 especies de aves encontradas en América del Norte se han visto afectadas por infecciones por WNV con al menos 12 especies clasificadas como irrecuperables como resultado de WNV3. El impacto del WNV en las poblaciones humanas, equinas y aviares se debe al comportamiento oportunista de alimentación de sus vectores. Por lo general, las aves son los principales huéspedes del VNO, y los humanos y los caballos son huéspedes incidentales o sin salida. Algunos patógenos vectorados por C. quinquefasciatus solo infectan a aves como el parásito de la malaria aviar, Plasmodium relictum. En Hawái, C. quinquefasciatus es un vector principal de la malaria aviar y ha causado la extinción de muchas especies de aves nativas4,5.
Para controlar las enfermedades transmitidas por C. quinquefasciatus,los investigadores y las agencias de control de vectores han utilizado herramientas de control de la población de mosquitos comúnmente establecidas, como la aplicaciónde insecticidas 6,sin embargo, estos métodos son costosos, no específicos de la especie, y tienen una efectividad limitada ya que la resistencia a los insecticidas es alta en muchas poblaciones de C. quinquefasciatus 6,7,8,9. Otras técnicas de control, como las estrategias de control poblacional basadas en Wolbachiase han desarrollado en los últimos años10,11,pero los costos de aptitud asociados con la infección por Wolbachia limitan la viabilidad de este enfoque para este vector12. También hay métodos de control de base genética que se han desarrollado en otras especies de mosquitos como Aedes aegypti13,14, Anopheles gambiae15 y Anopheles stephensi16, incluido el desarrollo de mosquitos resistentes a patógenos17,18,19, que también podrían desarrollarse para C. quinquefasciatus si las herramientas de ingeniería del genoma requeridas son desarrollado para esta especie. Sin embargo, la biología de C. quinquefasciatus difiere mucho de otros mosquitos vectores de Aedes y Anopheles, lo que ha dificultado el desarrollo de tecnologías genéticas similares en este vector. Con el advenimiento de las tecnologías de ingeniería genómica basadas en CRISPR, la ingeniería genómica precisa se ha vuelto cada vez más trivial, asequible y adaptable y, en consecuencia, ha llevado al desarrollo de nuevas herramientas genéticas en una amplia variedad de especies.
Para generar mutaciones con tecnologías basadas en CRISPR, una mezcla de proteína Cas9 y ARN guía sintético (sgRNA), complementaria a los loci deseados, se microinyecta en embriones en etapa pre-blastodermo. Dado que las hembras de C. quinquefasciatus ponen sus huevos en grupos unidos en una estructura de balsa flotante(Figura 1),a diferencia de la oviposición de huevos individuales, un rasgo de los mosquitos Aedes y Anopheles, las microinyecciones embrionarias son cada vez más complicadas en esta especie. Las larvas de Culex también emergen del lado anterior de cada huevo, que está en contacto con la superficie del agua(Figura 1),por lo que la orientación del huevo después de la manipulación es importante en esta especie. Aquí describimos un protocolo detallado diseñado para la microinyección de la proteína Cas9 y sgRNA en embriones de C. quinquefasciatus. Este protocolo ha sido diseñado para acomodar rasgos exclusivos de la biología de Culex con el fin de mejorar la supervivencia embrionaria y las tasas de mutación del genoma a través de ciertos pasos que son clave para la recolección oportuna de óvulos y la supervivencia de los óvulos.