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Doenças do cérebro são uma das mais terríveis doenças mortais. Muitas vezes resultam de mutações genéticas e desregulação subsequente. Para entender os mecanismos moleculares de doenças cerebrais, eterno esforços para decifrar os genomas dos pacientes humanos descobriram um número de genes causadores potenciais. Até agora, modelos animais germline geneticamente modificado têm sido utilizados para na vivo ganho-de-função (GOF) e perda de função (LOF) análises de tais genes candidatos. Devido ao acelerado desenvolvimento de estudos de validação funcional, um mais viável e flexível na vivo gene ensaio sistema para estudar a função dos genes é desejável.
A aplicação de um sistema de transferência de gene electroporation-baseado na vivo para o cérebro de rato em desenvolvimento é apropriada para esta finalidade. Na verdade, vários estudos utilizando no utero electroporation mostraram seu potencial para realizar análises funcionais no desenvolvimento cerebral1,2,3. Na verdade, várias regiões do cérebro do rato, tais como o córtex cerebral4retina5, diencéfalo6, rombencéfalo7, cerebelo8e medula espinhal9 têm sido alvo de entrega genética somática abordagens, até agora.
De fato, expressão do gene transitória por eletroporação na vivo no cérebro de rato embrionárias tem sido muito utilizado para análise GOF. Recentes tecnologias de integração de genômica transposon-baseado mais habilitado a longo prazo e/ou condicional a expressão de genes de interesse10,11, que é uma vantagem para dissecar a função dos genes de uma forma espacial e temporal durante desenvolvimento. Em contraste com a análise do GOF, análise LOF tem sido mais difícil. Enquanto transfection transiente de siRNAs e plasmideos shRNA de transporte realizou-se, a longo prazo efeitos de LOF dos genes não são garantidos devido à eventual degradação dos ácidos nucleicos exogenamente introduzidas, como plasmídeos e dsRNAs. No entanto, a tecnologia CRISPR/Cas fornece uma quebra-através de análises LOF. Genes que codificam proteínas fluorescentes (por exemplo, as boas práticas agrícolas) ou proteínas bioluminescentes (por exemplo, luciferase de vaga-lume) tem sido co transfected com CRISPR-Cas9 e sgRNAs para rotular as células expostas a mutações somáticas CRISPR-Cas9-mediada. No entanto, esta abordagem pode ter limitações em estudos funcionais em pilhas proliferating, desde genes marcadores exógenos são diluídos e degradados após proliferação a longo prazo. Enquanto as células transfectadas e suas células-filhas passam por mutações induzidas pelo CRISPR em seus genomas, suas pegadas podem se perder ao longo do tempo. Assim, abordagens genéticas de rotulagem seria adequadas para superar esse problema.
Recentemente desenvolvemos um método LOF CRISPR-baseado em células grânulo cerebelar que se submetem a proliferação de longo prazo durante sua diferenciação,12. Para rotular geneticamente as células transfectadas, temos construído um plasmídeo carregando um sgRNA juntamente com Cre e introduzido o plasmídeo a cerebella de Rosa26-CAG-LSL-Cas9-P2A-EGFP de ratos13 usando no utero electroporation. Ao contrário dos vetores de plasmídeo regular codificação EGFP, essa abordagem com êxito rotulado grânulo transfectado precursores do neurônio (PNB) e suas células-filhas. Este método fornece grande apoio na compreensão função in vivo de genes de interesse nas células em proliferação no desenvolvimento normal do cérebro e um fundo propensas a tumor.