Жир - он жизненно необходим, но его избыток может привести к целому ряду проблем со здоровьем. Изучение того, как жировая или жировая ткань функционирует в организме, имеет решающее значение для понимания ожирения и других проблем, однако структурные различия в жировых клетках и их распределение по всему телу затрудняют это.
«Жировые клетки отличаются от других клеток тем, что у них отсутствуют уникальные рецепторы клеточной поверхности, и они составляют лишь меньшинство клеток в жировой ткани», - сказал Стивен Романелли, доктор философии. D., бывший сотрудник лаборатории Орманда МакДугалда, доктора философии, на кафедре молекулярной и интегративной физиологии.
В новой статье, опубликованной в Journal of Biological Chemistry, Романелли, Макдугалд и их коллеги описывают прорыв с использованием CRISPR-Cas9, инструмента, который изменил молекулярно-биологические исследования, но использование которого в изучении жировой ткани было был неуловим.
«Самая большая проблема с точки зрения исследований жировой ткани на сегодняшний день заключается в том, что если вы хотите изучить функцию гена, вы должны потратить значительное количество времени, ресурсов и денег на разработку трансгенной мыши», - сказал Романелли..
Традиционный способ разработки моделей мышей включает разведение мышей с желаемой мутацией для удаления или введения определенных представляющих интерес генов, что, по словам Романелли, может занять более года и десятки тысяч долларов.
CRISPR-Cas9 произвел революцию в этом процессе. Это метод редактирования генов, состоящий из фермента Cas9, который может разрывать нити ДНК, и фрагмента РНК, который направляет фермент Cas9 в определенный участок генома для редактирования. Это средство упаковано в безвредный вирус для доставки в изучаемые клетки. Этот инструмент успешно использовался для изучения сердца, печени, нейронов и клеток кожи, но не для определенного типа жировых клеток, известного как бурый жир.
Используя эту технику, команда смогла успешно воздействовать на бурый жир, специализированную жировую ткань, используемую для выработки тепла и защиты внутренней температуры тела.
Что нам удалось сделать, так это взять весь этот процесс и растянуть его где-то от двух недель до месяца, чтобы создать трансгенную мышь, снизив стоимость до менее чем 2000 долларов. Это не только сократить время и стоимость, это демократизирует исследования, так что любая лаборатория, знакомая с методами молекулярной биологии, может принять этот метод и сделать это самостоятельно», - сказал Романелли.
Они также смогли использовать этот метод для одновременного удаления нескольких генов, что может помочь исследователям лучше понять важные молекулярные пути.
Используя свои компоненты аденоассоциированного вируса CRISPR-Cas9, они смогли нокаутировать ген UCP1, который определяет бурый жир и позволяет ему генерировать тепло у взрослых мышей. Они заметили, что нокаутированные мыши были способны адаптироваться к потере гена и поддерживать температуру своего тела в холодных условиях, намекая на другие пути, участвующие в температурном гомеостазе..
Романелли говорит, что эти первые результаты носят исследовательский характер, но эта методика представляет собой важный шаг вперед в изучении жира.