Kesi hii ya kwanza ya kudanganywa kwa jeni katika mjusi imeunda kiumbe cha mfano ambacho kinaweza kusaidia kupata ufahamu zaidi wa mabadiliko na ukuaji wa wanyama watambaao.
CRISPR-Cas9 au kwa urahisi CRISPR ni ya kipekee, ya haraka na ya bei nafuu gene zana ya kuhariri ambayo huwezesha uhariri wa jenomu kwa kufuta, kuongeza au kubadilisha DNA. Muhtasari wa CRISPR unasimama kwa 'Clustered Regularly Inter-Spaced Palindromic Repeats'. Chombo hiki ni rahisi na sahihi zaidi kuliko mbinu za awali zilizotumiwa kwa uhariri DNA.
Zana ya CRISPR-Cas9 hudunga viumbe katika hatua ya zaigoti (seli moja) na muundo wa DNA ulioundwa na (a) kimeng'enya cha Cas9 ambacho hufanya kazi kama 'mkasi' na kinaweza kukata au kufuta sehemu ya DNA, (b) kuongoza RNA - mlolongo ambao inalingana na jeni inayolengwa na hivyo kuelekeza kimeng'enya cha Cas9 hadi eneo lengwa. Pindi tu sehemu inayolengwa ya DNA inapokatwa, mashine za kurekebisha DNA za seli zitaungana tena na uzi uliosalia na, katika mchakato huo, kunyamazisha jeni inayolengwa. Au jeni inaweza 'kusahihishwa' kwa kutumia kiolezo kipya cha DNA kilichorekebishwa katika mchakato unaoitwa ukarabati unaoelekezwa wa homolojia. Kwa hivyo, zana ya CRISPR-Cas9 inaruhusu marekebisho ya maumbile kwa kudunga uhariri wa jeni ufumbuzi ndani ya yai moja-celled mbolea. Utaratibu huu husababisha mabadiliko ya jeni (mutation) katika seli zote zinazofuata ambazo huzalishwa hivyo kuathiri utendaji kazi wa jeni.
Ingawa CRISPR-Cas9 hutumiwa mara kwa mara katika spishi nyingi ikiwa ni pamoja na samaki, ndege na mamalia, hadi sasa haijafaulu katika kudhibiti vinasaba vya reptilia. Hii ni hasa kwa sababu ya vikwazo viwili. Kwanza, wanyama watambaao wa kike huhifadhi manii kwa muda mrefu kwenye kijiyai chao na hivyo kuwa vigumu kubainisha wakati halisi wa kutungishwa. Pili, fiziolojia ya mayai ya wanyama watambaao ina sifa nyingi kama vile maganda ya yai yanayoweza kunasa, udhaifu usio na nafasi ya hewa ndani na hivyo kufanya kuwa vigumu kudhibiti viinitete bila kusababisha kupasuka au uharibifu.
Katika makala iliyopakiwa bioRxiv mnamo Machi 31, 2019 watafiti wameripoti maendeleo na majaribio ya njia ya kutumia CRISPR-Cas9 editing gene katika reptilia kwa mara ya kwanza. Aina ya reptilia iliyochaguliwa katika utafiti ilikuwa ya kitropiki lizard kuitwa Anolis sagrei au anole inayojulikana zaidi ya kahawia ambayo imeenea katika Karibiani. Mijusi katika utafiti huo walikusanywa kutoka eneo la pori huko Florida, Marekani. Spishi hii inafaa kwa utafiti kwa sababu ya ukubwa wake mdogo, msimu mrefu wa kuzaliana na muda mfupi wa wastani kati ya vizazi viwili.
Ili kuondokana na mapungufu ambayo kwa sasa wanakabiliwa na reptilia, watafiti walidunga vijenzi vya CRISPR kwenye mayai ambayo hayajakomaa huku mayai yakiwa bado kwenye ovari za mijusi wa kike kabla ya kurutubishwa. Walilenga jeni ya tyrosinase ambayo hutoa kimeng'enya kinachodhibiti rangi ya ngozi katika mijusi na ikiwa jeni hii itaondolewa mjusi huyo atazaliwa albino. Phenotype hii ya rangi ya wazi ilikuwa sababu ya kuchagua jeni la tyrosinase. Mayai yaliyodungwa kwa njia ndogo hupevuka ndani ya jike na hatimaye kurutubishwa na mbegu ya kiume iliyoletwa au iliyohifadhiwa.
Kama matokeo, mijusi wanne wa albino walizaliwa wiki chache baadaye na kuthibitisha kwamba jeni tyrosinase ilikuwa imezimwa na editing gene mchakato ulifanikiwa. Kwa kuwa watoto walikuwa na jeni iliyohaririwa kutoka kwa wazazi wote wawili, ilikuwa wazi kuwa vijenzi vya CRISPR viliendelea kutumika kwa muda mrefu zaidi katika oocyte changa ya mama na baada ya kutungishwa ilibadilisha jeni za baba. Kwa hivyo, mijusi ya albino waliobadilika walionyesha tyrosinase katika jeni iliyorithiwa kutoka kwa mama na baba kwani ualbino ni sifa iliyorithiwa kutoka kwa wazazi wote wawili.
Huu ni utafiti wa kwanza kuwahi kuzalisha viumbe vilivyobadilishwa vinasaba. Utafiti unaweza kufanya kazi kwa njia sawa katika spishi zingine za mijusi kama nyoka ambao mbinu za sasa hazijafaulu hadi sasa. Kazi hii inaweza kusaidia kupata ufahamu zaidi wa mageuzi na maendeleo ya reptilia.
***
{Utafiti huu kwa sasa unawasilishwa kwa ukaguzi wa rika. Unaweza kusoma toleo la awali kwa kubofya kiungo cha DOI kilichotolewa hapa chini kwenye orodha ya (vyanzo) vilivyotajwa}
Chanzo (s)
Rasys AM et al. 2019. Chapisha mapema. CRISPR-Cas9 Uhariri wa jeni katika Mijusi Kupitia Udungaji Midogo wa Oocyte Isiyo na Rutuba. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/591446
