Эффективные подходы для генной инженерии африканских бирюзовых нотобранхов с короткой продолжительностью жизни

Разработчики

Итмар Харель, Дарио Рикардо Валенцано, Энн Барнет.

Описание технологии

Главная проблема для экспериментальных исследований старения − отсутствие короткоживущих моделей для генетических исследований позвоночных животных.

Данная технология предлагает подробный протокол для эффективной генной инженерии африканского бирюзового нотобранха Фурцера (Nothobranchius furzeri), который является животным с самой короткой продолжительностью жизни из всех разводимых в неволе позвоночных и живет в среднем 4−6 месяцев. Используя преимущества системы CRISPR/Cas9 (нуклеазы Cas9 или белка-9, ассоциированного с короткими полиндромными повторами, регулярно расположенными группами) и генома бирюзового нотобранха, платформа, лежащая в основе этой технологии, позволяет получить нокаутные аллели путем негомологичного концевого присоединения (NHEJ) и нокинные аллели с помощью гомологичной репарации (HDR). Технология включает руководства для конструирования целевой РНК-проводника (gRNA), введения эмбриона и процесса выхода из икринок, передачи зародышевой линии, а также для сведения к минимуму нецелевых эффектов. Технология также предоставляет стратегии для трансгенеза на основе транспозона Tol2 и условий содержания животных, которые имеют решающее значение для успеха.

Практическое применение

Технология является высоко перспективной для использования в исследованиях старения живых организмов. Она позволяет изучать сложные процессы генных изменений в процессе старения.
Ввиду короткого жизненного цикла бирюзового нотобранха, стабильные линии могут быть сформированы с использованием этой технологии за 2−3 месяца, что намного быстрее, чем при использовании в качестве модельных объектов рыб других видов. Этот протокол предоставляет мощные генетические инструменты (например, систему CRISPR/Cas9), в комбинации с короткоживущим модельным видом для изучения старения позвоночных и заболеваний, связанных со старением.

Лаборатории

• Department of Genetics, Stanford University, Stanford (USA)
• Max Planck Institute for Biology of Ageing, Cologne (Germany)
• CECAD, University of Cologne, Cologne (Germany)
• Glenn Laboratories for the Biology of Aging at Stanford, Stanford (USA)

Ссылки

Публикации

• Harel, I., Valenzano, D.R., Brunet, A. «Efficient genome engineering approaches for the short-lived African turquoise killifish." 11 Nature Protocols (2016): 2010–2028.
• Harel, I. & Brunet, A. «The African turquoise killifish: a model for exploring vertebrate aging and diseases in the fast lane." 80 Cold Spring Harb. Symp. Quant. Biol. (2015): 275–279.
• Harel, I. et al. «A platform for rapid exploration of aging and diseases in a naturally short-lived vertebrate." 160 Cell, (2015): 1013–1026.
• Valenzano, D.R. et al. «The African turquoise killifish genome provides insights into evolution and genetic architecture of lifespan." 163 Cell, (2015): 1539–1554.