$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Diseño y análisis de verificación de eficacia de los sitios de dirección génica Ent2
Los sitios objetivo candidatos para el gen Ent2 fueron diseñados utilizando plataformas CHOPCHOP y CCTop (Figura 1). Se seleccionaron dos gRNAs dirigidos a las regiones del exón 2 y del éxón 5 en función de criterios de especificidad y eficiencia. Para verificar la edición genómica exitosa, se amplificó el ADN genómico de individuos seleccionados aleatoriamente de la línea Ent2*/CyO establecida y sometido a secuenciación Sanger. Los cromatogramas de secuenciación mostraron picos superpuestos que comenzaban cerca del sitio objetivo, consistentes con mutaciones de inserción/deleción (indel). Un análisis de secuencias adicional reveló mutaciones de desplazamiento de marco que conducen a codones de parada prematuros (Figura 2). Estos resultados confirman que el sistema CRISPR/Cas9 introdujo con éxito mutaciones en el locus Ent2 objetivo y demuestran la viabilidad del flujo de trabajo de edición genómica.

Figura 1. El diagrama esquemático del sitio de eliminación del gen Ent2 y la ubicación del cebador de detección en el genoma. Este esquema ilustra la estructura genómica del locus Ent2, destacando el CDS (verde), los codones de inicio y parada (rojo), el motivo del PAM del gRNA (gris), la secuencia objetivo del gRNA (azul) y la secuencia del cebador de amplificación del gRNA (amarillo). Por favor, haga clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Figura 2. El gráfico máximo de secuenciación resulta de la descendencia de Drosophila de Ent2*/CyO de línea estable y autoendogámica. Cromatografía de secuenciación que confirma el genotipo de descendencia obtenida al autocruzar la línea heterocigota estable Ent2*/CyO. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.
Observaciones morfológicas descriptivas de la línea Ent2/CyO
Observamos diferencias en la forma corporal entre los dos genotipos de moscas de la fruta entre sexos bajo condiciones de 22 °C y 25 °C utilizando un estereomicroscopio (Figura 3). En ambas condiciones de temperatura, tanto machos como hembras mostraban una forma corporal típica de "huso largo". Los abdomenes de las hembras eran anchos y en forma de huso, con las puntas de las alas que se extendían ligeramente más allá de la punta abdominal. La unión tórax-abdomen en los machos estaba claramente definida, y la pigmentación oscurecida en el extremo del abdomen —una característica distintiva de los machos— era visible. Las alas de las moscas W1118 de ambos sexos eran transparentes con venas claramente definidas, y no se observó curvatura en el borde de las alas ni rotura de venas. En contraste, los heterocigotos Ent2*/CyO mostraron una flexión notable de la base del ala y curvatura del borde del ala. A 22 °C, independientemente del sexo, la longitud corporal de las moscas de la fruta era significativamente mayor que la del mismo genotipo, que alcanzaba 25 °C. Además, la longitud corporal de las hembras era significativamente mayor que la de los machos a la misma temperatura. Además, a 22 °C y 25 °C, el tamaño corporal de los heterocigotos Ent2*/CyO era menor que el de las moscas correspondientes w1118 . Para investigar la base morfológica, medimos simultáneamente la longitud corporal de las moscas (Figura 3E, Tabla 1). Una ANOVA triple reveló efectos principales significativos del genotipo (F(1,16)=230,1, P<0,0001), temperatura (F(1,16)=19,50, P=0,0004) y sexo (F(1,16)=166,9, P<0,0001). También se observaron una interacción significativa entre genotipo y sexo (F(1,16)=14,96, P=0,0014) y una interacción significativa entre genotipo x temperatura x sexo (F(1,16)=6,231, P=0,0239).

Figura 3. La morfología de control de adultos W1118 y Ent2*/CyO . Imágenes representativas que muestran características de postura de Drosophila femenina (A, C) y masculina (B, D) a 22 °C y 25 °C, junto con comparación cuantitativa de la longitud corporal (E). ** P < 0,01. Barra de escala: 1 mm. Por favor, haga clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.
Análisis de supervivencia bajo diferentes condiciones de temperatura
Analizamos estadísticamente las curvas de supervivencia de heterocigotos Ent2*/CyO y de lasmoscas W 1118 a 22 °C y 25 °C (Figura 4). Los resultados mostraron que la curva de supervivencia de las hembras heterocigotas Ent2*/CyO fue la más alta, con dos individuos aún vivos a la semana 14. Todas las 1118 mujeres murieron antes de la semana 14. Todos los hombres heterocigotos Ent2*/CyO murieron a la semana 12, mientras que todos loshombres con 1118 hombres murieron a la semana 11. Estos hallazgos indican que, a 22 °C, la esperanza de vida total de las hembras es mayor que la de los machos, y dentro del mismo sexo, la capacidad de supervivencia de los heterocigotos Ent2*/CyO es ligeramente mayor que la del tipo w1118.
Bajo condiciones de 25 °C, el periodo de supervivencia global se acortó significativamente. Las curvas de supervivencia de W1118 hembras y machos heterocigotos Ent2*/CyO bajaron a cero en la décima semana. Las curvas de supervivencia de las hembras heterocigotas Ent2*/CyO y delos machos de W 1118 disminuyeron a 1–2 individuos en la octava semana y alcanzaron cero en la novena semana. La diferencia entre el mutante y elw 1118 no fue estadísticamente significativa (P > 0,05). Estas observaciones describen las características de supervivencia de la línea mutante bajo diferentes condiciones ambientales.

Figura 4. Curvas de supervivencia de Drosophila bajo diferentes condiciones de temperatura. Análisis de supervivencia comparando la esperanza de vida de moscas Ent2*/CyO y w1118 a 22 °C y 25 °C. n=3. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.
Evaluación de la actividad locomotora
Se compararon las capacidades de escalada de las moscas de la fruta w1118 y Ent2*/CyO bajo dos condiciones de temperatura: 22 °C y 25 °C (Figura 5, Tabla 2). Los resultados muestran que a 22 °C (Figura 5A), el 98,15% de las mujeresde W 1118 lograron escalar con éxito más de 8 cm en 30 s, mientras que esta proporción descendió al 89,74% en mujeres heterocigotas Ent2*/CyO (P < 0,05). Todos los hombres de 1118 hombres pudieron escalar más de 8 cm, mientras que la tasa de éxito en la escalada en machos heterocigotos Ent2*/CyO fue del 98,14% (P < 0,05). A 25 °C (Figura 5B), todas las1118 hembras (100%) subieron más de 8 cm en 30 s, pero esta proporción disminuyó al 91,31% en hembras heterocigotas Ent2*/CyO (P < 0,05). Entre loshombres de W 1118, el 77,28% logró escalar con éxito más de 8 cm (P < 0,01), mientras que solo el 63,57% de los hombres heterocigotos Ent2*/CyO lo lograron (P < 0,01). Para evaluar más a fondo el rendimiento locomotor, se analizó la proporción de moscas que suben más de 15 cm (Figura 5C). Una ANOVA de tres vías reveló efectos principales altamente significativos del sexo (F(1,16) = 201,7, P < 0,0001) y la temperatura de crianza (F(1,16) = 72,60, P < 0,0001) sobre el rendimiento en la escalada. Sin embargo, el efecto principal del genotipo no fue significativo (F(1,16) = 0,59, P = 0,4545). Estos resultados indican que el rendimiento locomotor varía según las condiciones experimentales y puede variar entre grupos de manera dependiente del contexto.

Figura 5. Comparación de la capacidad de escalada de Drosophila a diferentes temperaturas. Cuantificación del rendimiento de escalada a 22 °C (A) y 25 °C (B) y estadísticas para individuos con distancia de escalada > 15 cm (C). ** P < 0,01. n=3. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.
Medición del peso corporal
El peso corporal se midió en moscas de la fruta heterocigotas W1118 y Ent2*/CyO a 22 °C y 25 °C (Figura 6). Nuestros resultados muestran que, en comparación con W 1118 moscas, el peso de los heterocigotos Ent2*/CyO se redujo significativamente tanto a 22 °C como a 25 °C (P < 0,05 o P < 0,01). Observamos que el peso de los machos dew1118 moscas era significativamente menor que el de las hembrasw 1118 moscas (P < 0,01). De manera similar, el peso de los heterocigotos masculinos Ent2*/CyO fue significativamente menor que el de las heterocigotas Ent2*/CyO femeninas (P < 0,01). Realizamos una ANOVA triple para evaluar los efectos independientes e interactivos del genotipo, la temperatura de cría y el sexo sobre el peso corporal en Drosophila. El análisis mostró efectos principales significativos del genotipo (F(1,16) = 32,38, P < 0,0001), temperatura (F(1,16) = 23,31, P = 0,0002) y sexo (F(1,16) = 25,52, P = 0,0001) (Figura 6; Tabla 3). Además, hubo una interacción bidireccional significativa entre temperatura y sexo (F(1,16) = 24,76, P = 0,0001), lo que indica que el efecto de la temperatura sobre el peso corporal difería según el sexo. Sin embargo, no se encontraron interacciones significativas entre genotipo y temperatura (F(1,16) = 0,40, P = 0,538), genotipo y sexo (F(1,16) = 1,31, P = 0,269), ni la interacción triple (genotipo x temperatura x sexo: F(1,16) = 0,48, P = 0,497), lo que sugiere que la respuesta de los mutantes Ent2*/CyO a la temperatura y el sexo fue similar a la del tipo salvaje.
Dada la significativa temperatura × interacción sexual, realizamos un análisis de efectos sencillo para aclarar su patrón específico. Los resultados mostraron que, en las hembras de mosca, los individuos criados a 22 °C tenían un peso corporal significativamente mayor que los criados a 25 °C (P = 0,00¹²); sin embargo, en los machos no hubo diferencias significativas en el peso corporal entre ambas temperaturas (P > 0,9999). Esto indica que bajar la temperatura de 25 a 22 °C aumentó específicamente el peso corporal de las moscas hembras, sin tener un efecto significativo en los machos.
Aunque no hubo interacciones significativas entre el genotipo y otros factores, el fuerte efecto principal del genotipo indicó que los mutantes Ent2*/CyO tenían generalmente un peso corporal menor en todas las condiciones en comparación con el tipo salvaje. Las comparaciones a posteriori revelaron además que, a 22 °C, las hembras de tipo salvaje (w1118:22 °C Hembras) tenían un peso corporal significativamente mayor que todos los grupos mutantes (P < 0,0001), y dentro de la misma temperatura, ambos genotipos mostraron un dimorfismo sexual significativo (hembras > machos, P < 0,01). A 25 °C, la diferencia de peso corporal entre el tipo salvaje y los mutantes mostró una tendencia similar, pero no alcanzó significación estadística. Estos hallazgos describen las características del peso corporal de la línea mutante bajo diferentes condiciones ambientales y biológicas.

Figura 6. La comparación del peso corporal en Drosophila a diferentes temperaturas. Medidas de peso corporal a 22 °C y 25 °C. ns P > 0,05, * P < 0,05, ** P < 0,01. n=3. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.
Actividad enzimática antioxidante
Se compararon las actividades enzimáticas antioxidantes de W1118 y Ent2*/CyO heterocigotas Drosophila a 25 °C (Figura 7). Nuestros resultados mostraron que, en comparación con wmoscas 1118, tanto machos como hembras de heterocigotos Ent2*/CyO mostraron una reducción significativa de las actividades de catalasa (CAT) y superóxido dismutasa (SOD) (P < 0,01). También encontramos que las actividades de CAT y SOD en el W1118 machos fueron significativamente mayores que en el W1118 hembras (P < 0,05 o P < 0,01). De manera similar, las actividades enzimáticas antioxidantes en hombres heterocigotos Ent2*/CyO fueron significativamente mayores que en mujeres heterocigotas Ent2*/CyO (P < 0,01).

Figura 7. La comparación de la capacidad antioxidante de Drosophila a la temperatura óptima de alimentación. Ensayos de actividad enzimática que muestran la actividad CAT (A) y SOD (B) en moscas Ent2/CyO en comparación con W1118 moscas. * P < 0,05, ** P < 0,01. n=3. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.
| SS | DF | MS | F (DFn, DFd) | Valor P |
| Genotipo | 0.8026 | 1 | 0.8026 | F (1, 16) = 230,1 | P<0.0001 |
| Temperatura | 0.06803 | 1 | 0.06803 | F (1, 16) = 19,50 | P=0,0004 |
| Género | 0.5822 | 1 | 0.5822 | F (1, 16) = 166,9 | P<0.0001 |
| Genotipo x Temperatura | 0.005798 | 1 | 0.005798 | F (1, 16) = 1,662 | P=0,2156 |
| Genotipo x Género | 0.05218 | 1 | 0.05218 | F (1, 16) = 14,96 | P=0.0014 |
| Temperatura x Género | 0.01323 | 1 | 0.01323 | F (1, 16) = 3,793 | P=0,0692 |
| Genotipo x Temperatura x Género | 0.02173 | 1 | 0.02173 | F (1, 16) = 6,231 | P=0,0239 |
| Residual | 0.05581 | 16 | 0.003488 | | |
Tabla 1: Análisis de varianzas de las mediciones de longitud corporal en Drosophila.
| Tabla ANOVA | SS | DF | MS | F (DFn, DFd) | Valor P |
| Género | 0.1483 | 1 | 0.1483 | F (1, 16) = 201,7 | P<0.0001 |
| Genotipo | 0.0004319 | 1 | 0.0004319 | F (1, 16) = 0,5877 | P=0,4545 |
| Temperatura | 0.05336 | 1 | 0.05336 | F (1, 16) = 72,60 | P<0.0001 |
| Género x Genotipo | 0.01418 | 1 | 0.01418 | F (1, 16) = 19,30 | P=0.0005 |
| Género x Temperatura | 0.007134 | 1 | 0.007134 | F (1, 16) = 9,708 | P=0.0067 |
| Genotipo x Temperatura | 0.0135 | 1 | 0.0135 | F (1, 16) = 18,37 | P=0,0006 |
| Género x Genotipo x Temperatura | 0.005903 | 1 | 0.005903 | F (1, 16) = 8,032 | P=0,0120 |
| Residual | 0.01176 | 16 | 0.0007349 | | |
Tabla 2: Análisis de varianza de la capacidad de trepar (> 15 cm) en Drosophila.
| SS | DF | MS | F (DFn, DFd) | Valor P |
| Genotipo | 4.363E-07 | 1 | 4.363E-07 | F (1, 16) = 32,38 | P<0.0001 |
| Temperatura | 3.141E-07 | 1 | 3.141E-07 | F (1, 16) = 23,31 | P=0,0002 |
| Género | 3.439E-07 | 1 | 3.439E-07 | F (1, 16) = 25,52 | P=0,0001 |
| Genotipo x Temperatura | 5.333E-09 | 1 | 5.333E-09 | F (1, 16) = 0,3958 | P=0,5381 |
| Genotipo x Género | 1.765E-08 | 1 | 1.765E-08 | F (1, 16) = 1,310 | P=0,2692 |
| Temperatura x Género | 3.336E-07 | 1 | 3.336E-07 | F (1, 16) = 24,76 | P=0,0001 |
| Genotipo x Temperatura x Género | 6.513E-09 | 1 | 6.513E-09 | F (1, 16) = 0,4834 | P=0,4968 |
| Residual | 2.156E-07 | 16 | 1.347E-08 | | |
Tabla 3: Análisis de varianza de las mediciones de peso corporal en Drosophila.