Получение кроликов с нокаутом гена LEPR с помощью системы CRISPR/CAS9

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Мутации в гене LEPR, кодирующем рецептор гормона лептина, у человека приводят к развитию морбидного ожирения, нарушению обмена липидов, дефектами фертильности. У грызунов описаны спонтанные мутации в гене Lepr, а также получены животные с нокаутом LEPR, в том числе с помощью системы CRISPR/Cas9. Особенности липидного обмена у грызунов существенно отличаются от таковых у человека или кроликов, поэтому наиболее релевантной моделью нарушений липидного обмена и морбидного ожирения являются кролики, однако до настоящего времени не сообщалось о получении кроликов с нокаутом гена LEPR. В данной работе с помощью системы CRISPR/Cas9 за счет внесения делеции в области 10 экзона был получен кролик с нокаутом гена LEPR. Показано, что вес нокаутного кролика был существенно выше среднего веса кроликов дикого типа. Технология получения кроликов c нокаутом LEPR с помощью CRISPR/Cas9 позволит создать модель морбидного ожирения и эндокринных нарушений, обусловленных мутациями в гене рецептора лептина человека.

Об авторах

Ю. Ю. Силаева

Институт биологии гена Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: mshepelev@mail.ru

Центр высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины

Россия, Москва

П. Д. Сафонова

Институт биологии гена Российской академии наук

Email: mshepelev@mail.ru
Россия, Москва

Д. В. Попов

Научно-исследовательский институт пушного звероводства и кролиководства имени В.А. Афанасьева

Email: mshepelev@mail.ru
Россия, пос. Родники, Московская область

М. А. Филатов

Институт биологии гена Российской академии наук

Email: mshepelev@mail.ru

Центр высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины

Россия, Москва

Ю. Д. Окулова

Институт биологии гена Российской академии наук

Email: mshepelev@mail.ru

Центр высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины

Россия, Москва

Р. А. Шафеи

Московский Государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: mshepelev@mail.ru
Россия, Москва

О. И. Скобель

Научно-исследовательский институт пушного звероводства и кролиководства имени В.А. Афанасьева

Email: mshepelev@mail.ru
Россия, пос. Родники, Московская область

Д. Э. Высоцкий

Научно-исследовательский институт пушного звероводства и кролиководства имени В.А. Афанасьева

Email: mshepelev@mail.ru
Россия, пос. Родники, Московская область

Ю. Д. Губарев

Белгородский государственный национальный университет

Email: mshepelev@mail.ru
Россия, Белгород

В. И. Глазко

Научно-исследовательский институт пушного звероводства и кролиководства имени В.А. Афанасьева

Email: mshepelev@mail.ru
Россия, пос. Родники, Московская область

Т. Т. Глазко

Научно-исследовательский институт пушного звероводства и кролиководства имени В.А. Афанасьева

Email: mshepelev@mail.ru
Россия, пос. Родники, Московская область

П. Г. Георгиев

Институт биологии гена Российской академии наук

Email: mshepelev@mail.ru

академик РАН

Россия, Москва

Г. Ю. Косовский

Научно-исследовательский институт пушного звероводства и кролиководства имени В.А. Афанасьева

Email: mshepelev@mail.ru
Россия, пос. Родники, Московская область

М. В. Шепелев

Институт биологии гена Российской академии наук

Email: mshepelev@mail.ru

Центр высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины

Россия, Москва

Список литературы

  1. Алипкина С.И. et al. Лептин и его рецептор в норме и при патологии // Успехи Современной Биологии. 2019. Vol. 139. P. 352–364.
  2. Friedman J.M. Leptin and the endocrine control of energy balance // Nat Metab. 2019. Vol. 1, № 8. P. 754–764.
  3. Schaab M., Kratzsch J. The soluble leptin receptor // Best Pract Res Clin Endocrinol Metab. 2015. Vol. 29, № 5. P. 661–670.
  4. Berger C., Klöting N. Leptin Receptor Compound Heterozygosity in Humans and Animal Models // Int J Mol Sci. 2021. Vol. 22, № 9. P. 4475.
  5. Israel D., Chua S. Leptin receptor modulation of adiposity and fertility // Trends Endocrinol Metab. 2010. Vol. 21, № 1. P. 10–16.
  6. Iikuni N. et al. Leptin and Inflammation // Curr Immunol Rev. 2008. Vol. 4, № 2. P. 70–79.
  7. Pennington K.A. et al. Conditional knockout of leptin receptor in the female reproductive tract reduces fertility due to parturition defects in mice // Biol Reprod. 2022. Vol. 107, № 2. P. 546–556.
  8. Coleman D.L. Obese and diabetes: two mutant genes causing diabetes-obesity syndromes in mice // Diabetologia. 1978. Vol. 14, № 3. P. 141–148.
  9. Zhang Y. et al. Positional cloning of the mouse obese gene and its human homologue // Nature. 1994. Vol. 372, № 6505. P. 425–432.
  10. Chen H. et al. Evidence that the diabetes gene encodes the leptin receptor: identification of a mutation in the leptin receptor gene in db/db mice // Cell. 1996. Vol. 84, № 3. P. 491–495.
  11. McMinn J.E. et al. An allelic series for the leptin receptor gene generated by CRE and FLP recombinase // Mamm Genome. 2004. Vol. 15, № 9. P. 677–685.
  12. Cohen P. et al. Selective deletion of leptin receptor in neurons leads to obesity // J Clin Invest. 2001. Vol. 108, № 8. P. 1113–1121.
  13. McMinn J.E. et al. Neuronal deletion of Lepr elicits diabesity in mice without affecting cold tolerance or fertility // Am J Physiol Endocrinol Metab. 2005. Vol. 289, № 3. P. E403-411.
  14. Gogiraju R. et al. Deletion of endothelial leptin receptors in mice promotes diet-induced obesity // Sci Rep. 2023. Vol. 13, № 1. P. 8276.
  15. Morioka T. et al. Disruption of leptin receptor expression in the pancreas directly affects beta cell growth and function in mice // J Clin Invest. 2007. Vol. 117, № 10. P. 2860–2868.
  16. Guo K. et al. Disruption of peripheral leptin signaling in mice results in hyperleptinemia without associated metabolic abnormalities // Endocrinology. 2007. Vol. 148, № 8. P. 3987–3997.
  17. Wu-Peng X.S. et al. Phenotype of the obese Koletsky (f) rat due to Tyr763Stop mutation in the extracellular domain of the leptin receptor (Lepr): evidence for deficient plasma-to-CSF transport of leptin in both the Zucker and Koletsky obese rat // Diabetes. 1997. Vol. 46, № 3. P. 513–518.
  18. Bao D. et al. Preliminary Characterization of a Leptin Receptor Knockout Rat Created by CRISPR/Cas9 System // Sci Rep. 2015. Vol. 5. P. 15942.
  19. Matsuhisa F. et al. Transgenic Rabbit Models: Now and the Future // Applied Sciences. 2020. Vol. 10, № 21.
  20. Maslennikova A. et al. Engineering T-Cell Resistance to HIV-1 Infection via Knock-In of Peptides from the Heptad Repeat 2 Domain of gp41 // mBio. 2022. Vol. 13, № 1. P. e0358921.
  21. Sakurai T. et al. A single blastocyst assay optimized for detecting CRISPR/Cas9 system-induced indel mutations in mice // BMC Biotechnol. 2014. Vol. 14. P. 69.
  22. Green M.R., Sambrook J. Preparation of Genomic DNA from Mouse Tails and Other Small Samples // Cold Spring Harb Protoc. 2017. Vol. 2017, № 9. P. pdb.prot093518.
  23. Абрашова Т.В. et al. // СПРАВОЧНИК. Физиологические, биохимические и биометрические показатели нормы экспериментальных животных. СПб: ЛЕМА, 2013. P. с.15.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024