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$$\longrightharp{xx}$$,
Conception et analyse de vérification d’efficacité des sites ciblant le gène Ent2
Les sites cibles candidats pour le gène Ent2 ont été conçus à l’aide des plateformes CHOPCHOP et CCTop (Figure 1). Deux gRNA ciblant les régions de l’exon 2 et de l’exon 5 ont été sélectionnés en fonction de critères de spécificité et d’efficacité. Pour vérifier la réussite de l’édition du génome, l’ADN génomique d’individus sélectionnés au hasard de la lignée Ent2*/CyO établie a été amplifié et soumis au séquençage de Sanger. Les chromatogrammes de séquençage ont montré des pics chevauchés à partir du site cible, compatibles avec des mutations d’insertion/délétion (indel). Une analyse de séquence plus poussée a révélé des mutations de décalage de cadre menant à des codons d’arrêt prématurés (Figure 2). Ces résultats confirment que le système CRISPR/Cas9 a introduit avec succès des mutations au locus Ent2 ciblé et démontrent la faisabilité du flux de travail d’édition du génome.

Figure 1. Le schéma du site d’élimination du gène Ent2 et l’emplacement de l’amorce de détection dans le génome. Ce schéma illustre la structure génomique du locus Ent2, en mettant en évidence les codons CDS (vert), de démarrage et d’arrêt (rouge), le motif PAM de gRNA (gris), la séquence cible de gRNA (bleu) et la séquence d’amorce d’amplification de gRNA (jaune). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 2. Le graphique maximal du séquençage des résultats de la descendance de Drosophila d’Ent2*/CyO auto-consanguine en lignée stable. Chromatogramme de séquençage confirmant le génotype de la descendance obtenue par auto-croisement de la lignée stable Ent2*/CyO hétérozygote. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.
Observations morphologiques descriptives de la raie Ent2/CyO
Nous avons observé les différences de forme corporelle entre les deux génotypes de mouches à fruits selon les sexes dans des conditions de 22 °C et 25 °C à l’aide d’un stéréomicroscopie (Figure 3). Dans les deux conditions de température, les mouches des fruits mâles et femelles présentaient une forme corporelle typique en forme de « long fuseau ». Les abdomens des femelles étaient larges et en forme de fuseau, avec des extrémités des ailes légèrement dépassant la pointe abdominale. La jonction thorax–abdomen chez les mâles était clairement définie, et la pigmentation foncée à l’extrémité de l’abdomen — une caractéristique distinctive chez les mâles — était visible. Les ailes des mouches w1118 des deux sexes étaient transparentes avec des veines clairement définies, et aucune courbure du bord des ailes ni rupture de veine n’a été observée. En revanche, les hétérozygotes Ent2*/CyO présentaient une courbure notable de la base de l’aile et une courbure des bords de l’aile. À 22 °C, quel que soit le sexe, la longueur corporelle des mouches à fruits était significativement supérieure à celle du même génotype, soit 25 °C. De plus, la longueur corporelle des femelles était significativement supérieure à celle des mâles à la même température. De plus, à 22 °C et 25 °C, la taille corporelle des hétérozygotes Ent2*/CyO était plus petite que celle des mouches w1118 correspondantes. Pour étudier la base morphologique, nous avons simultanément mesuré la longueur du corps des mouches (Figure 3E, Tableau 1). Une ANOVA à trois voies a révélé des effets principaux significatifs du génotype (F(1,16)=230,1, P<0,0001), de la température (F(1,16)=19,50, P=0,0004) et du sexe (F(1,16)=166,9, P<0,0001). Une interaction génotype x sexe significative (F(1,16)=14,96, P=0,0014) et une interaction à trois (génotype x température x sexe significative) ont également été observées.

Figure 3. La morphologie témoin des adultes w1118 et Ent2*/CyO . Images représentatives montrant les caractéristiques de posture de la Drosophila féminine (A, C) et masculine (B, D) à 22 °C et 25 °C, ainsi qu’une comparaison quantitative de la longueur du corps (E). ** P < 0,01. Barre d’échelle : 1 mm. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.
Analyse de survie sous différentes conditions de température
Nous avons analysé statistiquement les courbes de survie des hétérozygotes Ent2*/CyO et deW 1118 mouches à 22 °C et 25 °C (Figure 4). Les résultats ont montré que la courbe de survie des femelles hétérozygotes Ent2*/CyO était la plus élevée, avec deux individus encore vivants à la 14e semaine. Toutes les 1118 femmes sont décédées avant la 14e semaine. Tous les mâles hétérozygotes Ent2*/CyO sont morts à la 12e semaine, tandis que tous leshommes à 1118 sont morts à la 11e semaine. Ces résultats indiquent qu’à 22 °C, l’espérance de vie globale des femelles est plus longue que celle des mâles, et au sein du même sexe, la capacité de survie des hétérozygotes Ent2*/CyO est légèrement plus forte que celle du type w1118.
Sous des conditions de 25 °C, la période de survie globale a été considérablement raccourcie. Les courbes de survie de w1118 femelles et des mâles hétérozygotes Ent2*/CyO sont tombées à zéro à la 10e semaine. Les courbes de survie des femelles hétérozygotes Ent2*/CyO et de W 1118 mâles ont diminué à 1 à 2 individus à la 8e semaine et ont atteint zéro à la 9e semaine. La différence entre le mutant et W1118 n’était pas statistiquement significative (P > 0,05). Ces observations décrivent les caractéristiques de survie de la lignée mutante dans différentes conditions environnementales.

Figure 4. Courbes de survie de Drosophila sous différentes conditions de température. Analyse de survie comparant la durée de vie des mouches Ent2*/CyO et W1118 à 22 °C et 25 °C. n=3. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.
Évaluation de l’activité locomotrice
Les capacités d’escalade des mouches à fruits w1118 et Ent2*/CyO ont été comparées sous deux conditions de température : 22 °C et 25 °C (Figure 5, Tableau 2). Les résultats montrent qu’à 22 °C (Figure 5A), 98,15 % des 1118 femmes ont réussi à grimper de plus de 8 cm en 30 s, tandis que cette proportion est tombée à 89,74 % chez les femelles hétérozygotes Ent2*/CyO (P < 0,05). Tous les1118 mâles ont pu grimper plus de 8 cm, tandis que le taux de réussite chez les mâles hétérozygotes Ent2*/CyO était de 98,14 % (P < 0,05). À 25 °C (Figure 5B), toutes les 1118 femelles (100 %) ont grimpé de plus de 8 cm en 30 s, mais cette proportion a diminué à 91,31 % chez les femelles hétérozygotes Ent2*/CyO (P < 0,05). Parmi les hommes W 1118, 77,28 % ont réussi à grimper de plus de 8 cm (P < 0,01), tandis que seulement 63,57 % des hommes hétérozygotes Ent2*/CyO ont atteint cette mesure (P < 0,01). Pour évaluer davantage les performances locomotrices, la proportion de mouches grimpant au-delà de 15 cm a été analysée (Figure 5C). Une ANOVA à trois voies a révélé des effets principaux très significatifs du sexe (F(1,16) = 201,7, P < 0,0001) et de la température d’élevage (F(1,16) = 72,60, P < 0,0001) sur la performance en escalade. Cependant, l’effet principal du génotype n’était pas significatif (F(1,16) = 0,59, P = 0,4545). Ces résultats indiquent que la performance locomotrice varie selon les conditions expérimentales et peut différer entre groupes selon le contexte.

Figure 5. Comparaison de la capacité d’escalade de Drosophila à différentes températures. Quantification des performances en escalade à 22 °C (A) et 25 °C (B) ainsi que statistiques pour les individus avec une distance d’escalade > 15 cm (C). ** P < 0,01. n=3. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.
Mesure du poids corporel
Le poids corporel a été mesuré chez W 1118 et Ent2*/CyO hétérozygotes à 22 °C et 25 °C (Figure 6). Nos résultats montrent que, comparé à w 1118 mouches, le poids des hétérozygotes Ent2*/CyO a été significativement réduit à la fois à 22 °C et 25 °C (P < 0,05 ou P < 0,01). Nous avons observé que le poids des mouches mâles w1118 était significativement inférieur à celui des mouches femelles w1118 (P < 0,01). De même, le poids des hétérozygotes Ent2*/CyO masculins était significativement inférieur à celui des hétérozygotes Ent2*/CyO féminines (P < 0,01). Nous avons réalisé une ANOVA à trois voies pour évaluer les effets indépendants et interactifs du génotype, de la température d’élevage et du sexe sur le poids corporel chez Drosophila. L’analyse a montré des effets principaux significatifs du génotype (F(1,16) = 32,38, P < 0,0001), de la température (F(1,16) = 23,31, P = 0,0002) et du sexe (F(1,16) = 25,52, P = 0,0001) (Figure 6 ; Tableau 3). De plus, il y avait une interaction bidirectionnelle significative entre la température et le sexe (F(1,16) = 24,76, P = 0,0001), indiquant que l’effet de la température sur le poids corporel différait selon le sexe. Cependant, aucune interaction significative n’a été trouvée entre le génotype et la température (F(1,16) = 0,40, P = 0,538), le génotype et le sexe (F(1,16) = 1,31, P = 0,269), ni l’interaction à trois (génotype x température x sexe : F(1,16) = 0,48, P = 0,497), suggérant que la réponse des mutants Ent2*/CyO à la température et au sexe était similaire à celle du type sauvage.
Compte tenu de la température significative × interaction sexuelle, nous avons réalisé une analyse des effets simples pour clarifier son schéma spécifique. Les résultats ont montré que, chez les femelles, les individus élevés à 22 °C avaient un poids corporel significativement plus élevé que ceux élevés à 25 °C (P = 0,00¹²) ; cependant, chez les hommes, il n’y avait pas de différence significative de poids corporel entre les deux températures (P > 0,9999). Cela indique que la baisse de la température de 25 à 22 °C augmentait spécifiquement le poids corporel des mouches femelles, sans effet significatif sur les mâles.
Bien qu’il n’y ait pas eu d’interactions significatives entre le génotype et d’autres facteurs, l’effet principal fort du génotype indiquait que les mutants Ent2*/CyO avaient généralement un poids corporel inférieur dans toutes les conditions comparé au type sauvage. Des comparaisons post-hoc ont également révélé qu’à 22 °C, les femelles de type sauvage (f1118:22 °C Femelles) avaient un poids corporel significativement plus élevé que tous les groupes mutants (P < 0,0001), et à la même température, les deux génotypes présentaient un dimorphisme sexuel significatif (femelles > mâles, P < 0,01). À 25 °C, la différence de poids corporel entre le type sauvage et les mutants montrait une tendance similaire mais n’atteignait pas de signification statistique. Ces résultats décrivent les caractéristiques de poids corporel de la lignée mutante dans différentes conditions environnementales et biologiques.

Figure 6. Comparaison du poids corporel chez Drosophila à différentes températures. Mesures de poids corporel à 22 °C et 25 °C. ns P > 0,05, * P < 0,05, ** P < 0,01. n=3. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.
Activité enzymatique antioxydante
Les activités enzymatiques antioxydantes de w1118 et Ent2*/CyO hétérozygote Drosophila ont été comparées à 25 °C (Figure 7). Nos résultats ont montré que, comparés à w1118 mouches, les hétérozygotes Ent2*/CyO mâles et femelles présentaient des activités significativement réduites de la catalase (CAT) et de la dismutase superoxyde (SOD) (P < 0,01). Nous avons également constaté que les activités de CAT et SOD chez W1118 mâles étaient significativement plus élevées que chez W1118 femelles (P < 0,05 ou P < 0,01). De même, les activités enzymatiques antioxydantes chez les hommes hétérozygotes Ent2*/CyO étaient significativement plus élevées que chez les femmes hétérozygotes Ent2*/CyO (P < 0,01).

Figure 7. La comparaison de la capacité antioxydante de Drosophila à la température d’alimentation optimale. Des essais d’activité enzymatique montrant l’activité CAT (A) et SOD (B) chez les mouches Ent2/CyO comparées à W1118 en mouches. * P < 0,05, ** P < 0,01. n=3. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.
| SS | DF | MS | F (DFn, DFd) | Valeur p |
| Génotype | 0.8026 | 1 | 0.8026 | F (1, 16) = 230,1 | P<0,0001 |
| Température | 0.06803 | 1 | 0.06803 | F (1, 16) = 19,50 | P=0,0004 |
| Genre | 0.5822 | 1 | 0.5822 | F (1, 16) = 166,9 | P<0,0001 |
| Température du génotype x | 0.005798 | 1 | 0.005798 | F (1, 16) = 1,662 | P=0,2156 |
| Génotype x Genre | 0.05218 | 1 | 0.05218 | F (1, 16) = 14,96 | P=0,0014 |
| Température x Sexe | 0.01323 | 1 | 0.01323 | F (1, 16) = 3,793 | P=0,0692 |
| Génotype x Température x Sexe | 0.02173 | 1 | 0.02173 | F (1, 16) = 6,231 | P=0,0239 |
| Résiduel | 0.05581 | 16 | 0.003488 | | |
Tableau 1 : Analyse de la variance des mesures de longueur corporelle chez Drosophila.
| Tableau ANOVA | SS | DF | MS | F (DFn, DFd) | Valeur p |
| Genre | 0.1483 | 1 | 0.1483 | F (1, 16) = 201,7 | P<0,0001 |
| Génotype | 0.0004319 | 1 | 0.0004319 | F (1, 16) = 0,5877 | P=0,4545 |
| Température | 0.05336 | 1 | 0.05336 | F (1, 16) = 72,60 | P<0,0001 |
| Génotype x Genre | 0.01418 | 1 | 0.01418 | F (1, 16) = 19,30 | P=0,0005 |
| Sexe x Température | 0.007134 | 1 | 0.007134 | F (1, 16) = 9,708 | P=0,0067 |
| Température du génotype x | 0.0135 | 1 | 0.0135 | F (1, 16) = 18,37 | P=0,0006 |
| Sexe x Génotype x Température | 0.005903 | 1 | 0.005903 | F (1, 16) = 8,032 | P=0,0120 |
| Résiduel | 0.01176 | 16 | 0.0007349 | | |
Tableau 2 : Analyse de la variance de la capacité d’escalade (> 15 cm) chez Drosophila.
| SS | DF | MS | F (DFn, DFd) | Valeur p |
| Génotype | 4.363E-07 | 1 | 4.363E-07 | F (1, 16) = 32,38 | P<0,0001 |
| Température | 3.141E-07 | 1 | 3.141E-07 | F (1, 16) = 23,31 | P=0,0002 |
| Genre | 3.439E-07 | 1 | 3.439E-07 | F (1, 16) = 25,52 | P=0,0001 |
| Température du génotype x | 5.333E-09 | 1 | 5.333E-09 | F (1, 16) = 0,3958 | P=0,5381 |
| Génotype x Genre | 1.765E-08 | 1 | 1.765E-08 | F (1, 16) = 1,310 | P=0,2692 |
| Température x Sexe | 3.336E-07 | 1 | 3.336E-07 | F (1, 16) = 24,76 | P=0,0001 |
| Génotype x Température x Sexe | 6.513E-09 | 1 | 6.513E-09 | F (1, 16) = 0,4834 | P=0,4968 |
| Résiduel | 2.156E-07 | 16 | 1.347E-08 | | |
Tableau 3 : Analyse de la variance des mesures de poids corporel chez Drosophila.