Het zijn de eerste genetisch gemodificeerde reptielen ter wereld.
In de studie gingen onderzoekers aan de slag met de Anolis sagrei, een hagedissensoort die ook wel onder de naam bruine anolis bekend is. En met behulp van CRISPR/Cas9 zagen vier albino hagedissen het levenslicht.
Bevruchting
De onderzoekers injecteerden CRISPR-eiwitten in meerdere onrijpe eitjes (oöcyten) die zich nog in de eierstokken van de hagedissen bevonden. Ze richtten zich specifiek op het tyrosinase-gen – tyrosinase is een enzym dat verantwoordelijk is voor de productie van melanine – en probeerden deze met de CRISPR-techniek te inactiveren. In totaal injecteerde de onderzoekers met succes 146 oöcyten van 21 hagedissen. En binnen een paar weken kwamen er vier hagedissen ter wereld met albinisme; het kenmerk dat de missie was geslaagd.
Nakomelingen
“Het was echt geweldig toen ik de eerste albino-nakomeling zag,” zegt onderzoeker Ashley Rays. “Ik ben zeer enthousiast over de mogelijkheid om deze benadering uit te breiden naar andere reptielen.” De onderzoekers zijn de eersten die het zijn gelukt om reptielen genetisch te modificeren. “Er zijn geen goede methoden om de embryo’s te manipuleren, zoals dat wel gemakkelijk gaat bij zoogdieren, vissen en amfibieën,” zegt onderzoeker Douglas Menke. “Voor zover wij weten heeft geen enkel ander laboratorium ter wereld een genetisch aangepast reptiel voortgebracht.”
Embryo
Om een dier genetisch te modificeren met CRISPR, wordt een al bevruchte eicel of eencellig embryo van een dier geïnjecteerd met CRISPR-eiwit, waardoor een mutatie in het DNA wordt veroorzaakt in alle volgende cellen die worden geproduceerd. Vrouwelijke reptielen kunnen echter voor lange tijd sperma in hun eileiders bewaren, waardoor het moeilijk is om het precieze moment van bevruchting te bepalen. Daarnaast hebben de bevruchte eitjes flexibele schalen zonder veel luchtruimte. Hierdoor is het behoorlijk uitdagend om de embryo’s te bereiken zonder deze verder te beschadigen. Dit probleem omzeilden de onderzoekers door zich te richten op nog onrijpe eitjes in de eierstokken.
Opvallend genoeg merkten de onderzoekers op dat de hagedissen niet alleen gemanipuleerd tyrosinase vertoonden in de genkopieën die ze van hun moeder hadden geërfd, maar ook van hun vaderskant. Dit betekent dat CRISPR-eiwitten waarschijnlijk veel langer actief blijven in de oöcyten van de moeder dan verwacht, waardoor ook de genen van de vader muteerden. “Dat was een verrassing,” zegt Menke. “Het stelde ons in staat om de functionele vereisten van het gen te zien, zonder gemuteerde dieren te hoeven fokken om nakomelingen te verkrijgen die het gemuteerde gen van beide ouders erven. Het bespaart een hoop tijd.”
