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Article de méthode

Construction de mutants homozygotes du criquet migrateur à l’aide de la technologie CRISPR/Cas9

3K vues

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DOI :

10.3791/63629

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16 mars 2022

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* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

Cette étude fournit une procédure systématiquement optimisée de construction à base de ribonucléase CRISPR/Cas9 de mutants homozygotes ainsi qu’une méthode détaillée de cryoconservation et de réanimation des œufs de criquets.

Résumé

Le criquet migrateur, Locusta migratoria, est non seulement l’un des criquets pèlerins du monde qui a causé d’énormes pertes économiques aux êtres humains, mais aussi un modèle de recherche important pour la métamorphose des insectes. Le système CRISPR / Cas9 peut localiser avec précision un locus d’ADN spécifique et se fendre dans le site cible, introduisant efficacement des cassures double brin pour induire l’élimination du gène cible ou intégrer de nouveaux fragments de gènes dans le locus spécifique. L’édition du génome médiée par CRISPR/Cas9 est un outil puissant pour répondre aux questions rencontrées dans la recherche acridienne ainsi qu’une technologie prometteuse pour la lutte antiacridienne. Cette étude fournit un protocole systématique pour l’élimination du gène médiée par CRISPR/Cas9 avec le complexe de la protéine Cas9 et des ARN guides uniques (ARNsg) chez les criquets migrateurs. La sélection des sites cibles et la conception de l’ARNg sont décrites en détail, suivies de la synthèse in vitro et de la vérification des ARNg. Les procédures ultérieures comprennent la collecte des radeaux d’œufs et la séparation des œufs bronzés pour obtenir une micro-injection réussie avec un faible taux de mortalité, la culture d’œufs, l’estimation préliminaire du taux de mutation, la reproduction acridienne ainsi que la détection, la préservation et le passage des mutants pour assurer la stabilité de la population des criquets modifiés. Cette méthode peut être utilisée comme référence pour les applications d’édition de gènes basées sur CRISPR/Cas9 chez les criquets migrateurs ainsi que chez d’autres insectes.

Introduction

Les technologies d’édition de gènes pourraient être utilisées pour introduire des insertions ou des délétions dans un locus génomique spécifique afin de modifier artificiellement le gène cible à dessein1. Au cours des dernières années, la technologie CRISPR / Cas9 s’est développée rapidement et a un champ d’applications croissant dans divers domaines des sciences de la vie 2,3,4,5,6. Le système CRISPR / Cas9 a été découvert en 19877 et largement trouvé chez le....

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Protocole

1. Sélection du site cible et conception de l’ARNg

  1. Recueillir autant d’informations que possible sur les séquences du gène d’intérêt par la recherche documentaire et/ou la recherche de l’ARNm ou de la séquence d’ADN codant (CDS) du gène au NCBI et à la base de données sur les criquets24.
  2. Comparez la séquence du gène intéressé à sa séquence d’ADN génomique pour distinguer les régions de l’exon et de l’intron.
  3. Sélectionnez une région candidate pour la conception du site cible en fonction de l’objectif de la recherche. Concevez des paires d’amorces pour amplifier le fragment de région candidate et vér....

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Résultats

Ce protocole contient les étapes détaillées pour générer des mutants homozygotes des criquets migrateurs avec le RNP constitué de la protéine Cas9 et de l’ARNg synthétisé in vitro . Voici quelques résultats représentatifs de l’élimination du gène cible médiée par CRISPR/Cas9 chez les criquets, y compris la sélection de la cible, la synthèse et la vérification de l’ARNg (Figure 1A), la collecte et l’injection d’ovules, le dépistage et le passage des mutants, la cryoconservation et la.......

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Discussion

Les criquets ont été parmi les ravageurs les plus dévastateurs pour l’agriculture depuis la civilisation des êtres humains23. La technologie d’édition du génome basée sur CRISPR/Cas9 est un outil puissant pour fournir une meilleure connaissance des mécanismes biologiques chez les criquets ainsi qu’une stratégie prometteuse de lutte antiparasitaire. Ainsi, il est très utile de développer une méthode efficace et facile à utiliser de construction médiée par CRISPR / Cas9 de mutants homozygotes du cri.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs déclarent n’avoir aucun conflit d’intérêts.

Remerciements

Ce travail a été soutenu par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (32070502, 31601697, 32072419 et la Fondation chinoise des sciences postdoctorales (2020M672205).

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
10&fois ; NEBuffer r3.1New England BiolabsB7030SLe tampon de   ; in vitro Cas9 Tests de clivage
2xEs Taq MasterMix (Dye)CwbioCW0690Pour l’amplification génique
2xPfu MasterMix (Dye)CwbioCW0686Pour l’amplification génique
CHOPCHOPSite web en ligne pour la conception d’ARNsg, http://chopchop.cbu.uib.no/.
Site web en ligne CRISPOR
CRISPRdirectpour la conception d’ARNsg, http://crispr.dbcls.jp/.
Alimentation par électrophorèseLIUYI BIOLOGYDYY-6DSéparation de molécules d’acide nucléique de différentes tailles
Eppendorf TubeEppendorf30125177Pour la collecte d’échantillons, etc.
Brosses finesAnnigoni1235Pour le nettoyage et l’isolement des œufs. Acheté en ligne.
Extracteur de micropipettes flamboyantes/brunesSutter InstrumentP97Pour la fabrication des aiguilles de micro-injection
Kit d’extraction de gelCwbioCW2302Récupération et purification de l’ADN
Système d’analyse d’imagerie sur gelOLYMPUSGel Doc XRObservez les résultats de l’électrophorèse
GeneTouch PlusBioerB-48DAPour l’amplification de gènes
Verre électrode capillaireGairdnerGD-102Pour la fabrication  ; aiguilles d’injection avec  ; a  ; Extracteur de micropipette Incubateur
MEMMERTINplus55Pour la culture d’embryons de criquets migrateurs
Bain de métalTIANGENAJ-800Pour chauffer l’échantillon
Micro auto-injecteurEppendorf5253000068Micro-injection d’embryons au début du développement
Micro centrifugeuseAllshengMTV-1Utilisé pour mélanger les réactifs
MicrobroyeurNARISHIGEEG-401Pour la mise à la terre de la pointe de l’aiguille d’injection
MicroloaderEppendorf5242956003Pour le chargement de solutions dans les aiguilles d’injection.
Système de micromanipulationEppendorfTransferMan 4rUn système de manipulation alternatif pour la micro-injection
MicroscopecnoptecSZ780Pour la micro-injection
Manipulateur à entraînement motoriséNARISHIGEMM-94Pour le contrôle de la position de la micropipette pendant la procédure de micro-injection
Broyeur de tissus multi-échantillonsjingxinTissuelyser-64Broyer et homogénéiser le
des œufs ChangShengYuanYiCS-11Rempli de sable stérile humide pour la ponte de criquets. Les oocystes sont collectés dans ce récipient. Acheté en ligne.
ParafilmParafilmMPM996Pour l’emballage des boîtes de Pétri.
pEASY-T3 Kit de clonageTransGen BiotechCT301-01Pour le clonage TA Boîte de
Pétri NEST752001Pour la culture et la conservation des œufs.
PipettorEppendorfResearch plusPour le chargement d’échantillons
gobeletPour l’élevage séparé des criquets et tout gobelet en plastique assez grand (pas moins de 1000 ml de volume) fera l’affaire. Acheté en ligne.
Kit de synthèse d’ARNg de précisionThermoA29377Pour la synthèse d’ARNg
Primer PremierPREMIERBiosoft Primer Premier 5.00Pour la conception d’amorces
SnapGeneInsightful ScienceSnapGene® ; 4.2.4Pour l’analyse de séquences Billes d’acier
HuaXinGangQiuHXGQ60Pour le broyage d’échantillons. Acheté en ligne.
D781349Pourle chargement d’échantillons
Trans DNA Marker IITransGen BiotechBM411-01Utilisé pour déterminer la taille du gène
TrueCut Cas9 Protein v2ThermoA36496Cas9
protein UniversalGen DNA KitCwbioCWY004Pour l’extraction de l’ADN génomique
VANNAS CiseauxMicroscopie électronique Sciences72932-01Pour couper les antennes
BléPour générer des plants de blé comme nourriture pour les criquets. Acheté auprès d’agriculteurs locaux.
Site Web en ligne ZiFiT
pour la conception d’ARNsg, http://crispor.org.Site Web en ligne pot d’ovipisition, de culture en plastique pour la conception d’ARNsg, http://zifit.partners.org/ZiFiT/ChoiceMenu.aspx.

Références

  1. Doudna, J. A. The promise and challenge of therapeutic genome editing. Nature. 578 (7794), 229-236 (2020).
  2. van Haasteren, J., Li, J., Scheideler, O. J., Murthy, N., Schaffer, D. V. The delivery challenge: fulfilling the promise of therapeutic genome editing. Nature Biotechn....

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Réimpressions et autorisations

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