Aplicaciones del sistema CRISPR-Cas9 a la modificación genética en animales domésticos

Nicole Martínez-García, Sergio Barrionuevo Melero Royo, Margarita M. Marqués, Yolanda Bayón

Resumen


Los editores genéticos, especialmente el sistema CRISPR-Cas9, han supuesto un gran avance para la modificación genética de animales. En el presente artículo, se realiza una revisión de la metodología específica en animales domésticos y sus aplicaciones en Producción Animal y Biomedicina. La parte general sobre la edición genética y el sistema CRISPR-Cas9, ha sido desarrollada en el artículo anterior centrado en las plantas. A pesar de su reciente implementación en la década actual, esta herramienta ha demostrado ya su eficacia en aspectos tan diversos como la resistencia a enfermedades, la mejora de productos de origen animal, o también el uso de animales como biorreactores, modelos de enfermedades humanas o fuente de órganos para xenotrasplante. A pesar de aspectos técnicos que aún deben ser abordados, el sistema CRISPR-Cas9 con su elevada eficiencia y diseño rápido, sencillo y económico, destaca entre las técnicas de modificación genética. Esto lo convierte, en este contexto, en la metodología con mejores perspectivas futuras, no solo para el mundo animal sino también en el ámbito de la salud humana


Palabras clave


CRISPR, Edición genética, Producción Animal, Biomedicina

Texto completo:

PDF

Referencias


Burkard, C., Lillico, S. G., Reid, E., Jackson, B., Mileham, A. J., Ait-Ali, T., Whitelaw, C.

B. A. y Archibald, A. L. 2017. Precision engineering for PRRSV resistance in pigs: macrophages from genome edited pigs lacking CD163 SRCR5 domain are fully resistant to both PRRSV genotypes while maintaining biological function. PLoS Pathogens 13:1-28

Burkard, C., Opriessnig, T., Mileham, A. J., Stadejek, T., Ait-Ali, T., Lillico, S. G., Whitelaw, C. B. A. y Archibald, A. L. 2018. Pigs lacking the scavenger receptor cysteine-rich domain 5 of CD163 are resistant to porcine reproductive and respiratory syndrome virus 1 infection. Journal of Virology 92:1-13

Butler, J. R., Skill, N. J., Priestman, D. L., Platt, F. M., Li, P., Estrada, J. L., Martens, G. R., Ladowski, J. M., Tector, M. y Tector, A. J. 2016. Silencing the porcine iGb3s gene does not affect Gal3Gal levels or measures of anticipated pig-to-human and pig-to-primate acute rejection. Xenotransplantation 23:106-116

Chen, F., Wang, Y., Yuan, Y., Zhang, W., Ren, Z., Jin, Y., Liu, X., Xiong, Q., Chen, Q., Zhang, M., et al. 2015. Generation of B cell-deficient pigs by highly efficient CRISPR/Cas9-mediated gene targeting. Journal of Genetics and Genomics 42:437-444

Doe, B., Brown, E. y Boroviak, K. 2018. Generating CRISPR/Cas9-Derived Mutant Mice by Zygote Cytoplasmic Injection Using an Automatic Microinjector. Methods and protocols 1:1-12

Fan, Z., Perisse, I. V., Cotton, C. U., Regousky, M., Meng, Q., Domb, C., van Wettere, A. J., Wang, Z., Harris, A., White, K. L. y Polejaeva, I. A. 2018. A sheep model of cystic fibrosis generated by CRISPR/Cas9 disruption of the CFTR gene. JCI Insight 3:1-12

Gao, Y., Wu, H., Wang, Y., Liu, X., Chen, L., Li, Q., Cui, C., Liu, X., Zhang, J. y Zhang, Y. 2017. Single Cas9 nickase induced generation of NRAMP1 knockin cattle with reduced off-target effects. Genome Biology 18:1-15

Hashimoto, M. y Takemoto, T. 2015. Electroporation enables the e cient mRNA delivery into the mouse zygotes and facilitates CRISPR/Cas9-based genome editing. Scientific Reports 5:1-7

Ikeda, M., Matsuyama, S., Akagi, S., Ohkoshi, K., Nakamura, S., Minabe, S., Kimura, K. y Hosoe, M. 2017. Correction of a disease mutation using CRISPR/Cas9-assisted genome editing in japanese black cattle. Scientific Reports 7:1-9

Lamas-Toranzo, I., Guerrero-Sánchez, J., Miralles-Bover, H., Alegre-Cid, G., Pericuesta, E. y Bermejo-Álvarez, P. 2017. CRISPR is knocking on barn door. Reproduction in Domestic Animals 52:39-47

Li, M., Ouyang, H., Yuan, H., Li, J., Xie, Z., Wang, K., Yu, T., Liu, M., Chen, X., Tang, X., et al. 2018. Site-specific fat-1 knock-in enables significant decrease of n- 6PUFAs/n-3PUFAs ratio in pigs. Genes|Genomes|Genetics 8:1747-1754

Lin, H., Deng. Q. y Shi, L. (2019). Application and development of CRISPR/Cas9 technology in pig research. En Gene Editing - Technologies and Applications (eds. Chen, Y. C. y Che, S. J.) doi: 10.5772/intechopen.85540

Niu, D., Wei, H. J., Lin, L., George, H., Wang, T., Lee, I. H., Zhao, H. Y., Wang, Y., Kan, Y., Shrock, E., et al. 2017. Inactivation of porcine endogenous retrovirus in pigs using CRISPR-Cas9. Science 357:1303-1307

Oishi, I., Yoshii, K., Miyahara, D., Kagami, H. y Tagami, T. 2016. Targeted mutagenesis in chicken using CRISPR/Cas9 system. Scientific Reports 6:1-10

Oishi, I., Yoshii, K., Miyahara, D. y Tagami, T. 2018. Efficient production of human interferon beta in the white of eggs from ovalbumin gene-targeted hens. Scientific Reports 8:1-12

Park, K. E., Kaucher, A. V., Powell, A., Waqas, M. S., Sandmaier, S. E. S., Oatley, M. J., Park, C. H., Tibary, A., Donovan, D. M., Blomberg, L. A., et al. 2017. Generation of germline ablated male pigs by CRISPR/Cas9 editing of the NANOS2 gene. Scientific Reports 7:1-9

Peng, J., Wang, Y., Jiang, J., Zhou, X., Song, L., Wang, L., Ding, C., Qin, J., Liu, L., Wang, et al. 2015. Production of human albumin in pigs through CRISPR/Cas9- mediated knockin of human cDNA into swine albumin locus in the zygotes. Scientific Reports 5:1-6

Tait-Burkard, C., Doeschl-Wilson, A., McGrew, M. J., Archibald, A. L., Sang, H. M., Houston, R. D., Whitelaw, C. B. y Watson, M. 2018. Livestock 2.0 - genome editing for fitter, healthier, and more productive farmed animals. Genome Biology 19:1-11

Tanihara, F., Takemoto, T., Kitagawa, E., Rao, S., Do, L.T.K., Onishi, A., Yamashita, Y., Kosugi, C., Suzuki, H., Sembon, S., et al. 2016. Somatic cell reprogramming-free generation of genetically modified pigs. Science Advances 2:1-8

Van Eenennaam, A. L., Wells, K. D. y Murray, J. D. 2019. Proposed U.S. regulation of gene-edited food animals is not fit for purpose. Nature Partner Journals 3:1-7

Wang, X., Cai, B., Zhou, J., Zhu, H., Niu, Y., Ma, B., Yu, H., Lei, A., Yan, H., Shen, Q., et al.

Y. 2016a. Disruption of FGF5 in cashmere goats using CRISPR/Cas9 results in more secondary hair follicles and longer fibers. PLoS ONE 11:1-12

Wang, X., Cao, C., Huang, J., Yao, J., Hai, T., Zheng, Q., Wang, X., Zhang, H., Qin, G., Cheng, J., et al. 2016b. One-step generation of triple gene-targeted pigs using CRISPR/Cas9 system. Scientific Reports 6:1-7

Whitelaw, C. B. A., Sheets, T. P., Lillico, S. G. y Telugu, B. P. 2015. Engineering large animal models of human disease. Journal of Pathology 238:247-256

Whitworth, K. M. y Prather, R. S. 2017. Gene editing as applied to prevention of reproductive porcine reproductive and respiratory syndrome. Molecular Reproduction and Development 84:926-933

Zhang, Y., Wang, Y., Yulin, B., Tang, B., Wang, M., Zhang, C., Zhang, W., Jin, J., Li, T., Zhao, et al. 2019. CRISPR/Cas9-mediated sheep MSTN gene knockout and promote sSMSCs differentiation. Journal of Celullar Biochemistry 120:1794- 1806

Zhou, X., Wang, L., Du, Y., Xie, F., Li, L., Liu, Y., Liu, C., Wang, S., Zhang, S., Huang, X., et al. 2016. Efficient generation of gene-modified pigs harboring precise orthologous human mutation via CRISPR/Cas9-induced homology-directed repair in zygotes. Human Mutation 37:110-118

Zhou, X., Xin, J., Fan, N., Zou, Q., Huang, J., Ouyang, Z., Zhao, Y., Zhao, B., Liu, Z., Lai, S., et al. 2014. Generation of CRISPR/Cas9-mediated gene-targeted pigs via somatic cell nuclear transfer. Cellular and Molecular Life Sciences 72:1175- 1184.




DOI: http://dx.doi.org/10.18002/ambioc.v0i17.6207

Enlaces refback

  • No hay ningún enlace refback.


Copyright (c) 2020 Nicole Martínez-García, Sergio Barrionuevo Melero Royo, Margarita M. Marqués, Yolanda Bayón

Licencia de Creative Commons
Este obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.

Ambiociencias

Contacto: ambiociencias@unileon.es
Soporte técnico: journals@unileon.es

1988-3021 (Ed. impresa)

Editada por el Área de Publicaciones de la Universidad de León