Uso di embrioni congelati per la produzione ad alta efficienza di topi geneticamente modificati

Hirofumi Nishizono; Mohamed Darwish; Hideki Uosaki; Nanami Masuyama; Motoaki Seki; Hiroyuki Abe; Nozomu Yachie; Ryohei Yasuda

doi:10.3791/60808

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Articolo metodologico

Uso di embrioni congelati per la produzione ad alta efficienza di topi geneticamente modificati

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DOI:

10.3791/60808

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2 aprile 2020

Hirofumi Nishizono^*¹^,²^,³ , Mohamed Darwish^*⁴^,⁵ , Hideki Uosaki⁶^,⁷ , Nanami Masuyama⁸^,⁹^,¹⁰ , Motoaki Seki⁸^,¹¹ , Hiroyuki Abe³ , Nozomu Yachie⁸^,⁹^,¹⁰^,¹²^,¹³ , Ryohei Yasuda¹

¹Max Planck Florida Institute for Neuroscience, ²Life Science Research Center, University of Toyama, ³Department of Biochemical Engineering, Graduate School of Science and Engineering, Yamagata University, ⁴Graduate School of Innovative Life Science, University of Toyama, ⁵Department of Biochemistry, Faculty of Pharmacy, Cairo University, ⁶Division of Regenerative Medicine, Center for Molecular Medicine, Jichi Medical University, ⁷Division of Stem Cell Research and Drug Development, Center for Development of Advanced Medical Technology, Jichi Medical University, ⁸Synthetic Biology Division, Research Center for Advanced Science and Technology, University of Tokyo, ⁹Institute for Advanced Biosciences, Keio University, ¹⁰Graduate School of Media and Governance, Keio University, ¹¹Department of Molecular Oncology, Graduate School of Medicine, Chiba University, ¹²Department of Biological Sciences, School of Science, University of Tokyo, ¹³College of Arts and Sciences, University of Tokyo

^* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

Qui presentiamo un metodo modificato per la crioconservazione di embrioni unicellulari, nonché un protocollo che afcoppia l'uso di embrioni congelato ed elettroporazione per la generazione efficiente di topi geneticamente modificati.

Abstract

L'uso di topi geneticamente modificati (GM) è diventato cruciale per comprendere la funzione genica e decifrare i meccanismi alla base delle malattie umane. Il sistema CRISPR/Cas9 consente ai ricercatori di modificare il genoma con efficienza, fedeltà e semplicità senza precedenti. Sfruttando questa tecnologia, i ricercatori sono alla ricerca di un protocollo rapido, efficiente e facile per la generazione di topi GM. Qui introduciamo un metodo migliorato per la crioconservazione degli embrioni unicellulari che porta ad un più alto tasso di sviluppo degli embrioni congelato. Combinandolo con condizioni di elettroporazione ottimizzate, questo protocollo consente la generazione di topi knockout e knock-in con alta efficienza e bassi tassi di mosaico in breve tempo. Inoltre, mostriamo una spiegazione passo-passo del nostro protocollo ottimizzato, che copre la preparazione del reagente CRISPR, la fecondazione in vitro, la crioconservazione e lo scongelamento degli embrioni unicellulari, l'elettroporazione dei reagenti CRISPR, la generazione di topi e la genotipizzazione dei fondatori. Utilizzando questo protocollo, i ricercatori dovrebbero essere in grado di preparare i topi GM con facilità, velocità ed efficienza senza pari.

Introduzione

Il sistema di proteina palindromica corta (CRISPR)/proteina 9 (Cas9) associata a cluster regolarmente interspazioe è una svolta scientifica che fornisce una modifica mirata senza precedenti nel genoma¹. Il sistema CRISPR/Cas9 è composto da proteine Cas9 e guidaRNA (gRNA) con due componenti molecolari: un RNA CRISPR (crRNA) specifico del bersaglio e un RNA CRISPR (tracrRNA)² che attiva la transattivazione. Un gRNA indirizza la proteina Cas9 al locus specifico nel genoma, 20 nucleotidi complementari al crRNA e adiacenti al motivo adiacente al protospaziale adiacente (PAM). La proteina Cas9 si lega alla sequenza bersaglio e....