První geneticky upravení pakomárci na světě: Nová metoda otevírá cestu k lepšímu pochopení nemocí dobytka

Vědci úspěšně upravili genom krev sajících pakomárců rodu Culicoides, čímž otevírají dveře novému výzkumu způsobu, jakým tento hmyz přenáší nemoci.

Vědci úspěšně upravili genom krev sajících pakomárců rodu Culicoides, čímž otevírají dveře novému výzkumu způsobu, jakým tento hmyz přenáší nemoci. Pakomárci Culicoides jsou drobní krev sající hmyz, který je zodpovědný za šíření významných virů přenášených vektory, jako je virus katarální horečky ovcí (BTV), Schmallenberg virus (SBV) a virus epizootické hemoragické nemoci (EHDV). Tyto viry způsobují značné ztráty v chovu hospodářských zvířat po celém světě.

Navzdory jejich významu jako přenašečů nemocí patří pakomárci Culicoides k nejmenším krev sajícím hmyzům, měří pouhé 1–4 mm, což ztěžuje jejich studium v laboratoři. V časopise Scientific Reports vědci z The Pirbright Institute popsali, jak použili techniku založenou na CRISPR k úpravě genomu pakomárců Culicoides. Metoda spočívá v injekci směsi enzymu Cas9 a molekul vodící RNA (gRNA) do samiček hmyzu. Tyto složky jsou absorbovány jejich oocyty (vajíčky), kde působí jako molekulární nůžky, které stříhají DNA na specifických cílových místech a vyvolávají mutace.

Vedoucí autorka Katherine Nevardová, vědkyně z platformy Insect Transgenesis Science Technology Platform v The Pirbright Institute, uvedla, že kvůli velikosti a křehkosti pakomárců Culicoides byly počáteční pokusy o genovou editaci u tohoto druhu pomocí tradičních metod mikroinjekce embryí neúspěšné. Na začátku roku 2024 strávila Nevardová dva měsíce v laboratoři profesora Jasona Rasgona z Penn State University v USA, který je odborníkem na genetiku vektorů a průkopníkem technologií, jež se tým snažil aplikovat na pakomárce. Během této doby absolvovala školení v intrathorakálních injekčních technikách.

Po návratu Nevardové tým použil intrathorakální injekci k aplikaci nedávno vyvinuté metody DIPA-CRISPR a úspěšně zmutoval gen, který kontroluje barvu očí pakomárců, čímž prokázal, že metoda funguje u druhu Culicoides. Doktor Rafael Homem, vedoucí platformy Insect Transgenesis Science Technology Platform v The Pirbright Institute, prohlásil, že se jedná o první demonstraci genové editace založené na CRISPR u jakéhokoli druhu Culicoides a že tato metoda poskytuje praktický přístup k genetické manipulaci u tohoto hmyzu.

Christopher Sanders, vedoucí entomologie v Pirbrightu, dodal, že tyto nástroje umožní nový výzkum a podpoří snahy o lepší pochopení nemocí přenášených pakomárci Culicoides. Pakomárci přenášejí nemoci postihující hospodářská zvířata a v některých případech i lidi. Zlepšení našeho pochopení jejich biologie by mohlo pomoci snížit přenos nemocí a zlepšit zdraví zvířat i lidí.