Approaches to genome editing in agricultural animals | Подходы к редактированию генома сельскохозяйственных животных

Approaches to genome editing in agricultural animals | Подходы к редактированию генома сельскохозяйственных животных

2023

Donnik, I.M. | Makutina, V.A. | Krivonogova, A.S. | Isaeva, A.G. | Dejkin, A.V. | Koshchaev, A.G.

English. The results of research into genetic methods of breeding agricultural animals with improved characteristics are presented. A significant number of animals with an edited genome have been obtained. Methods of genome modification in cattle are constantly improving. The approaches of gene editing of bovine embryos, delivery of edited constructs and improvement of embryo survival after introduction of editing systems have been studied. The studies were performed on cattle embryos. BLG and SD209 gene editing systems were developed and approbated. Delivery variants of the editing system into cattle cells were studied: microinjection into the zygote of plasmid DNA encoded sequence with CRISPR/Cas9 c sgRNA, the method of viral vectors (adeno-associated AAV viruses, serotypes AAV1, AAV2, AAV6, AAV9, AAVDJ), co-injection of plasmid DNA and sperm into the oocyte at the MII stage, and microinjection of Cas9 and guide RNAs. Different techniques for performing micro-injections have been investigated and refined, and different variants of preparation of Cas9 RNA and guide RNA mixtures have been tested. Based on these results, the protocol for performing microinjection of the editing system was optimized and a model experiment was performed on 160 oocytes, with 80 cells per each construct. The findings have shown that the efficiency of editing has generally increased. When injected with guide RNA against BLG gene and spCas9 mRNA, 84% of the surviving cells initiated cleavage, blastulation was 20%, and BLG knockout was 69.2%. When injected against the CD209 gene and spCas9 mRNA, 44.4% of the surviving embryos started cleaving, blastulation was 16.7%, with CD209 knockout at 44.4%. The novelty of the work lies in obtaining data on the development of editing systems with specific target genes, in improving the delivery system and cultivation of bovine embryos.

Show more [+]

Less [-]

Russian. Представлены результаты исследования генетических методов создания с.-х. животных с улучшенными характеристиками. Получено значительное количество животных с отредактированным геномом. Методы модификации генома у крупного рогатого скота (КРС) постоянно совершенствуются. Изучены подходы генного редактирования эмбрионов крупного рогатого скота, доставки отредактированных конструкций, повышения выживаемости эмбрионов после внесения систем редактирования. Исследования проводили на эмбрионах КРС. Разработаны и апробированы системы редактирования генов BLG и СД209. Изучены варианты доставки системы редактирования в клетки КРС: микроинъекция в зиготу плазмидной ДНК с закодированной последовательностью с CRISPR/Cas9 c sgRNA, способ вирусных векторов (аденоассоциированные вирусы AAV, серотипы AAV1, AAV2, AAV6, AAV9, AAVDJ), совместное введение плазмидной ДНК и сперматозоида в ооцит на стадии MII, а также микроинъекции РНК Cas9 и гидовых РНК. Исследованы и усовершенствованы различные методики выполнения микроинъекций и опробованы различные варианты приготовления смеси РНК Cas9 и гидовых РНК. На основе полученных результатов оптимизирован протокол выполнения микроинъекции системы редактирования и проведен модельный эксперимент на 160 ооцитах, по 80 клеток на каждую конструкцию. В результате установили, что эффективность редактирования в целом повысилась. При инъекции гидовой РНК против гена BLG и мРНК spCas9 дробление начали 84% выживших клеток, бластуляция составила 20%, оказались с нокаутом по BLG – 69,2%. При инъекции против гена CD209 и мРНК spCas9 дробление начали 44,4% выживших эмбрионов, бластуляция составила 16,7%, с нокаутом по CD209 – 44,4%. Новизна работы заключается в получении данных о разработке систем редактирования с определенными генами-мишенями, в усовершенствовании системы доставки и культивирования эмбрионов КРС.

Show more [+]

Less [-]

Bibliographic information

Сибирский вестник сельскохозяйственной науки | Siberian Herald of Agricultural Science

Issue

9

ISSN

0370-8799

Other Subjects

Betail; Genie genetique; Inyeccion; Federacion de rusia; Ingenieria genetica; Genome; Federation de russie