دانلود ترجمه مقاله یک سیستم ژن محور CRISPR-Cas9 در تولید مثل افراد ماده در پشه ناقل مالاریا – ۲۰۱۵ NATURE

یک سیستم ژن محور CRISPR-Cas9 در تولید مثل افراد ماده در پشه ناقل مالاریا Anopheles gambiae

A CRISPR-Cas9 gene drive system targeting female reproduction in the malaria mosquito vector Anopheles gambiae

سیستم های درایو ژن که وراثت مندلی یک ترنس ژن فعال می کند، قادر به تغییر جمعیت حشرات طی چند سال است. ساختارهای اندونوکلئاز CRISPR-Cas9 توصیف می شود که عملکرد آن به عنوان سیستم های درایو ژن Anopheles gambiae، ناقل اصلی مالاریا است.سه ژن (AGAP005958، AGAP011377 و AGAP007280) شناسایی شدند که در یک فنوتیپ عدم تلقیح برگشت پذیر جنس ماده برای شکستن و ورود به هر لوکوس ساختار درایو ژن CRISPR-Cas9 طراحی شده و هر ژن را ویرایش می کند. برای هر لوکوس مورد نظر، یک درایو ژن قوی در سطح مولکولی، با نرخ انتقال ۴/۹۱ تا ۶/۹۹ درصد به نتاج مشاهده شد. مدل-سازی جمعیت و آزمایش های قفس نشان می دهند که یک ساختار CRISPR-Cas9 با هدف قرار دادن یکی از این لوکوس ها یعنی AGAP007280، حداقل نیازمندی ها برای یک درایو ژن موجود در تولیدمثل ماده ها را در یک جمعیت از حشرات فراهم می کند. این یافته ها می توانند توسعه درایوهای ژن را برای سرکوب جمعیت پشه ها تا سطحی که از انتقال مالاریا پشتیبانی نکند، تسریع کند.

فراوانی بالا، که توسط آن به knockout ژن ها در سه لوکوس مجزا میرسیدیم و سهولت، که در صورت استفاده از یک نشانگر چشمی و در درجه دوم اصلاح به صورتی که ژن های مورد نظر انتخاب شوند، می تواند سیستم درایو ژن CRISPR-Cas9 را به عنوان یک ابزار قوی ویرایش ژن بررسی کرد که برای ژنتیک کاربردی در پشه های مالاریا ارزشمند خواهد بود. میزان توارث فرامندلی مشاهده شده با ساختارهای هومینگ مبتنی بر کریسپر در لوکوس های باروری ماده ها، پایه محکمی برای توسعه یک سیستم درایو ژن است که پتانسیل قابل ملاحظه ای برای کاهش جمعیت های پشه دارد. علاوه بر این، عنصر درایو ژن ما قادر به حمل توالی اضافی به شکل واحد نشانگر RFP بود، که نشان می دهد که این تکنولوژی همچنین قابلیت آوردن بار اضافه را دارد که آن را برای استراتژی های تغییر جمعیت با هدف تغییر جمعیت های ناقل با ترانس ژن های حاوی فنوتیپ های مفید مانند مقاومت به پارازیت مناسب می سازد. داشتن توانایی استفاده از CRISPR-Cas9 در پشه ها به معنی این است که ویرایش ژنوم و مهندسی نوکلئاز دیگر در این حشرات آفت مهم مسئله برانگیز نیست.

Gene drive systems that enable super-Mendelian inheritance of a transgene have the potential to modify insect populations over a timeframe of a few years. We describe CRISPR-Cas9 endonuclease constructs that function as gene drive systems in Anopheles gambiae, the main vector for malaria. We identified three genes (AGAP005958, AGAP011377 and AGAP007280) that confer a recessive female-sterility phenotype upon disruption, and inserted into each locus CRISPR-Cas9 gene drive constructs designed to target and edit each gene. For each targeted locus we observed a strong gene drive at the molecular level, with transmission rates to progeny of 91.4 to 99.6%. Population modeling and cage experiments indicate that a CRISPR-Cas9 construct targeting one of these loci, AGAP007280, meets the minimum requirement for a gene drive targeting female reproduction in an insect population. These findings could expedite the development of gene drives to suppress mosquito populations to levels that do not support malaria transmission.

The high frequency with which gene knockouts were achieved at three separate loci and the ease with which these could be both tracked using a visual marker and secondarily modified to include genes of choice verify the CRISPR-Cas9 gene drive system as a robust gene editing tool that will be valuable for functional genetics in the malaria mosquito. The rates of super-Mendelian inheritance that we observed with CRISPRbased homing constructs at female-fertility loci establish a solid basis for the development of a gene drive system that has the potential to substantially reduce mosquito populations. Moreover, our gene drive element was able to carry substantial additional sequence in the form of the RFP marker unit, indicating that this technology is also resilient to bringing along additional cargo, making it suitable for populationmodification strategies that are aimed at modifying vector populations with transgenes conferring useful phenotypes such as parasite resistance. Being able to use CRISPR-Cas9 in mosquitoes means that genome editing and nuclease engineering will no longer be technical bottlenecks in this major pest insect.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

یک سیستم ژن محور CRISPR-Cas9 در تولید مثل افراد ماده در پشه ناقل مالاریا Anopheles gambiae

A CRISPR-Cas9 gene drive system targeting female reproduction in the malaria mosquito vector Anopheles gambiae