Усовершенствованное редактирование генома у тлей выявило ключевой ген адаптации яиц к перезимовке

от

Многие насекомые сталкиваются с серьёзной проблемой — пережить суровые зимние месяцы. Одной из широко распространённых стратегий выживания, особенно в умеренных регионах, является производство яиц для перезимовки с твёрдой оболочкой тёмного цвета, которая может противостоять холоду, сухости и микробным инфекциям.

В исследовании, опубликованном в PLOS Genetics, группа учёных под руководством профессора Шуджи Сигенобу из Национального института фундаментальной биологии (NIBB) в Японии определила ген Laccase2 (Lac2) как необходимый для потемнения и уплотнения яиц для перезимовки у гороховой тли (Acyrthosiphon pisum).

Используя усовершенствованный протокол редактирования генома CRISPR/Cas9, специально оптимизированный для тлей, и впервые применив инновационную технику DIPA-CRISPR, исследователи нарушили работу гена Lac2 и обнаружили его критическую роль в защите яиц.

Нокаут гена Lac2 полностью устранил пигментацию и значительно снизил твёрдость яичной скорлупы. Мутантные яйца стали более восприимчивы к грибковой инфекции и не вылупились. Эти результаты демонстрируют, что Lac2 незаменим для выживания яиц в период перезимовки у гороховой тли, подчёркивая ключевой молекулярный компонент сезонной адаптации.

Помимо выявления роли гена Lac2, команда разработала мощный инструмент для редактирования генома, адаптированный для тлей. Оптимизированный рабочий процесс CRISPR/Cas9 и адаптация DIPA-CRISPR преодолевают давние технические проблемы в исследованиях тлей — такие как небольшой размер яиц, сложные жизненные циклы и облигатные симбионты — значительно повышая эффективность и доступность.

Ожидается, что эти инструменты будут способствовать дальнейшему продвижению генетических исследований у тлей, позволяя по-новому взглянуть на их биологию и разработать стратегии борьбы с вредителями.

«Наш оптимизированный подход к редактированию генома подчёркивает важную роль Lac2 в сезонной адаптации гороховой тли», — сказал профессор Сигенобу из Национального института фундаментальной биологии. «Помимо этого конкретного гена, наши методы открывают новые возможности для изучения разнообразных биологических вопросов у тлей — от их сложных жизненных циклов до симбиотических отношений».

Исследовательская группа делится оптимизированными протоколами редактирования генома и практическими советами с научным сообществом через веб-сайт своей лаборатории и организует семинары, способствуя прогрессу в изучении биологии тлей и поощряя исследователей, работающих с другими новыми модельными насекомыми.

Предоставлено: Национальные институты естественных наук.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте