Forschern gelingt die erste CRISPR-basierte Genombearbeitung bei Nilgrasratten

Ein Team von Forschern der Michigan State University entdeckte eine Reihe von Methoden, die die erste erfolgreiche CRISPR-basierte Genombearbeitung bei Nilratten ermöglichten.

Die Studie, veröffentlicht in BMC-Biologieist es erstmals gelungen, das Genom von Nilratten zu verändern. Als tagaktive Nagetiere haben Nilratten ähnliche Schlaf-/Wachmuster wie Menschen, was für die präklinische oder translationale Forschung von Vorteil sein könnte.

Derzeit stützt sich die präklinische Forschung vor allem auf Labormäuse, nachtaktive Nagetiere, die nachts aktiv sind und tagsüber schlafen. Aufgrund dieser unterschiedlichen Schlafrhythmen haben sich tag- und nachtaktive Säugetiere unterschiedlich entwickelt, einschließlich einer unterschiedlichen Verkabelung neuronaler Schaltkreise und genregulatorischer Netzwerke.

„Die Unterschiede zwischen tagaktiven und nachtaktiven Säugetieren stellen einen wichtigen Übersetzungsdefekt bei der Übertragung von Forschungsergebnissen aus Mäusen auf den Menschen dar.“ Viele therapeutische Wirkstoffe wie Neuroprotektoren, die sich in Maus- oder Rattenmodellen für zerebrale Ischämie als wirksam erwiesen haben, sind in klinischen Schlaganfallstudien am Menschen fehlgeschlagen, und immer mehr Hinweise deuten darauf hin, dass Unterschiede zwischen Nacht- und Tageszeit hinter diesen Ausfällen stecken“, sagte Lily Yan, Studie Co-Autor und Professor in der Psychologieabteilung der Michigan State University.

Katrina Linning-Duffy und Jiaming Shi, ebenfalls Co-Autoren der Forschung, arbeiten in Yans Labor.

Da die Unterschiede zwischen tagaktiven und nachtaktiven Tieren komplex sind, glauben Forscher, dass ein Tagesmodell unerlässlich ist, um die Beziehung zwischen Genen und Verhaltensweisen zu entschlüsseln, die für die menschliche Gesundheit und Krankheit relevant sind.

Die entwickelte Methode umfasst ein Superovulationsprotokoll, mit dem fast 30 Eier pro Weibchen produziert werden können. Sie entwickelten auch Protokolle für die Kultivierung und Manipulation von Embryonen in vitro (außerhalb des Körpers) und in vivo (im lebenden Körper) für das Gen-Targeting mithilfe von GONAD-Methoden (Genome Editing by Drug Administration).

Die Nilrattenkolonie ist eine einzigartige Ressource, die an der MSU verfügbar ist. Durch die gemeinsamen Bemühungen der Abteilungen für Psychologie und Integrative Biologie und des Zentrums für Transgenic and Genome Editing wurde 1993 auf dem Campus eine Kolonie von Nilratten gegründet.

MSU-Forschungsprojekte mit Nilratten werden seit mehr als 30 Jahren kontinuierlich gefördert. Tiere aus der Nilrattenkolonie der MSU wurden an mehr als 20 Forschungslabore in den Vereinigten Staaten, Kanada, Belgien, China und Japan weitergegeben, die Themen wie zirkadiane Rhythmen und Schlaf, Stimmung und Kognition, Immunfunktion, metabolische Syndrome und Evolutionsbiologie untersuchen.

Huirong Xie ist der Direktor des Transgen- und Genomeditierungsprogramms der MSU.

„Wir hoffen, dass Nilratten eines Tages zu einem alternativen Säugetiermodell werden, um die Rolle von Genen in jedem biologischen Prozess zu untersuchen, insbesondere bei denen der Chronotyp (Tages- oder Nachtaktivität) eine wesentliche biologische Variable ist“, sagte Yan. „Diese Studie wird ein wesentlicher erster Schritt auf dem Weg zu diesem ehrgeizigen Ziel sein. »