Zespół naukowców z Centro Nacional de Investigaciones Cardionaczyniowees (CNIC) kierowany przez Rui Benedito wygenerował nowatorskie narzędzie genetyczne o nazwie iSuRe-HadCre, które umożliwia wywoływanie precyzyjnych zmian genetycznych w całych tkankach lub w poszczególnych komórkach z wysoką wydajnością i niezawodnością . Ta nowa technologia stanie się ważnym narzędziem w badaniach biomedycznych, w których wykorzystuje się modele mysie do modyfikowania i zrozumienia funkcji genów.

Przez dziesięciolecia złotym standardem w analizie funkcji genów była warunkowa genetyka rekombinazy Cre, która zapewnia precyzyjną kontrolę nad zmianami genetycznymi lub ekspresją genów. Pomimo pojawienia się nowych technologii nakierowywania genów, takich jak CRISPR/Cas9, system Cre-Lox w modelach mysich pozostaje niezrównany pod względem wydajności, precyzji i szerokiego zastosowania w badaniach biomedycznych. Metoda ta umożliwia naukowcom manipulowanie ekspresją genów w czasie i przestrzeni, umożliwiając badanie funkcji genów w określonych tkankach oraz w określonych kontekstach biologicznych lub chorobowych.

Jednakże główną wadą systemu Cre-Lox jest jego nieunikniona zmienność w wydajności i czasowej kontroli rekombinacji za pośrednictwem Cre, w zależności od konkretnych zastosowanych transgenów i alleli floksowanych. Ta zmienność wymaga zastosowania różnorodnych i kosztownych kontroli genetycznych i molekularnych, aby potwierdzić, że każdy warunkowy eksperyment genetyczny zależny od Cre działał zgodnie z zamierzeniami.

Aby przezwyciężyć te ograniczenia, zespół CNIC kierowany przez Benedito opracował wcześniej technologię iSuRe-Cre, transgeniczny model myszy, który powiązał trwałą aktywność Cre z ekspresją reportera fluorescencyjnego. Pozwoliło to przezwyciężyć problem wyników fałszywie dodatnich i potrzebę kosztownych dodatkowych kontroli w celu potwierdzenia odpowiednich modyfikacji docelowych genów.

Niemniej jednak ten allel iSuRe-Cre pierwszej generacji nadal miał ograniczenia, w tym sporadyczne nieszczelności w niektórych typach komórek, stosunkowo niską wrażliwość na aktywność Cre i potencjalną toksyczność w komórkach o wysokiej i trwałej ekspresji Cre.

W ramach nowego badania zespół CNIC opracował nowe narzędzie genetyczne o nazwie iSuRe-HadCre, które pozwala pokonać te ograniczenia. „Narzędzie to wykorzystuje nowatorską, indukowalną kaskadę genetyczną podwójnej rekombinazy, która zapewnia ekspresję reportera fluorescencyjnego we wszystkich komórkach, które wcześniej wykazywały wysoką aktywność Cre, ale już nie mają”, powiedziała pierwsza autorka Irene García González.

Praca publikowana jest w czasopiśmie Badania kwasów nukleinowych.

García González wyjaśnił, że „ta przejściowa ekspresja Cre jest wystarczająca, aby skutecznie usunąć wszystkie geny otoczone przez loxP, unikając jednocześnie toksyczności spowodowanej trwałą ekspresją Cre. Ponadto nowy system nie jest nieszczelny w żadnym typie komórek i jest znacznie bardziej wrażliwy na indukcja przez CreERT2 i jego ligand tamoksyfen.”

Benedito przewiduje, że „te cechy i doskonała wydajność iSuRe-HadCre sprawią, że stanie się on niezbędnym narzędziem dla wszystkich laboratoriów prowadzących warunkowe badania genetyczne z wykorzystaniem modeli mysich”.

Benedito dodał, że iSuRe-HadCre „będzie szczególnie cenny w badaniach obrazowych, analizie genetycznej pojedynczych komórek i badaniach epistazy genetycznej wymagających jednoczesnej modyfikacji kilku genów z dużą wydajnością i niezawodnością”.