Edição genômica em embriões bovinos via sistema CRISPR/Cas9 conjugado com nanopartículas de carbono
Edição genômica em embriões bovinos via sistema CRISPR/Cas9 conjugado com nanopartículas de carbono
A tecnologia para edição gênica baseada no sistema CRISPR/Cas9 (Clustered Regularly-Interspaced Short Palindromic Repeats associated to Cas9 endonuclease) é constituída por uma endonuclease (Cas9) guiada por RNA (RNA guia - sgRNA), a qual é capaz de editar o genoma com precisão. Esse sistema possibilita a inativação de genes por meio da clivagem seguida do reparo das fitas por união não homologa (nonhomologous end joining – NHEJ) levando ao nocaute da expressão, o que tem enorme utilidade para se prevenir a expressão de genes associados a doenças ou a alterações fenotípicas indesejadas, ou a introdução de alelos associados a fenótipos favoráreis a produção e bem-estar animal. O estudo em embriões bovinos com CRISPR/Cas9 ainda é recente, com baixa eficiência e dificuldade de manipulação que permita a produção desses embriões em maior escala. No caso do sistema CRISPR/Cas9 é necessário injeção citoplasmática de cada zigoto individualmente, processo laborioso e tomador de tempo, que contribui para redução da viabilidade embrionária. O objetivo deste projeto foi desenvolver um procedimento de entrega de sistema CRISPR/Cas9 para zigotos bovinos visando aumentar a agilidade e eficiência para se promover a edição de genes em bovinos. Primeiramente se avaliou a conjugação de sgRNA e proteina Cas9 com nanopartículas de carbono como uma possibilidade para entrega do sistema CRISPR/Cas9. Análise do potencial Zeta mostrou haver baixa complexação de nanopartículas de carbono com sgRNA e Cas9, sendo a melhor opção o uso de nanotubos de carbono oxidados e aminados do que os carboxilados, apesar dos valores sugerirem baixa capacidade de conjugação. Como alternativa ao uso de nanopartículas, avaliou-se a eletroporação de zigotos para entrega do sistema CRISPR/Cas9. Usando de equipamento de eletroporação desenvolvido com características especiais para a entrega de sistemas de edição genica foi possível introduzir mutações no genoma embrionário bovino com elevada eficiência, comprovada pelo nocaute de gene alvo específico, eliminando-se a expressão da proteína codificada. Os resultados originaram uma recomendação metodológica com eletroporação para a edição de embriões bovinos com sucesso na promoção de mutação e nocaute da expressão de proteína em embriões bovinos, que deve contribuir para gerar bovinos com genoma editado que favoreça alelos associados à características fenotipicas desejáveis, como tolerância ao calor, qualidade do leite e resistência a doenças. Este projeto teve colaboração da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), Universidade Federal de Viçosa (UFV) e Universidade da Califórnia-Davis, EUA (UC Davis).
Situação: concluído Data de Início: Tue Jan 01 00:00:00 GMT-03:00 2019 Data de Finalização: Wed Jun 30 00:00:00 GMT-03:00 2021
Unidade Lider: Embrapa Gado de Leite
Líder de projeto: Luiz Sergio de Almeida Camargo
Contato: luiz.camargo@embrapa.br