A CRISPR-Cas9 gene drive targeting doublesex causes complete population suppression in caged Anopheles gambiae mosquitoes.
A CRISPR-Cas9 gene drive targeting doublesex causes complete population suppression in caged Anopheles gambiae mosquitoes.
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DOI：
10.1038/nbt.4245
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发表时间：
2018-12
影响因子：
46.9
通讯作者：
Crisanti A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kyrou K;Hammond AM;Galizi R;Kranjc N;Burt A;Beaghton AK;Nolan T;Crisanti A
使用针对双性的基因驱动，可以实现笼中疟疾病媒冈比亚按蚊的种群完全崩溃。本文的在线版本 (doi:10.1038/nbt.4245) 包含补充材料，可供授权用户使用。在人类疟疾载体冈比亚按蚊中，基因 doublesex (Agdsx) 编码两个选择性剪接的转录本，dsx-雌性 (AgdsxF) 和 dsx-雄性 (AgdsxM)，控制两种性别的分化。与雄性不同，雌性转录本包含一个外显子（外显子 5），其序列在迄今为止分析的所有按蚊中高度保守。我们发现，旨在阻断功能性 AgdsxF 形成的 CRISPR–Cas9 靶向破坏内含子 4–外显子 5 边界，不会影响雄性发育或生育能力，而破坏等位基因的纯合雌性则表现出双性表型和完全不育。针对相同序列的 CRISPR-Cas9 基因驱动构建体在笼中蚊子中迅速传播，在 7-11 代内达到 100% 流行率，同时逐渐减少产卵量直至总种群崩溃。由于靶序列的功能限制，在这些实验室实验中没有出现对基因驱动具有抗性的等位基因的选择。 Cas9 抗性变体在目标位点的每一代中都会出现，但并没有阻止驱动器的传播。本文的在线版本 (doi:10.1038/nbt.4245) 包含补充材料，可供授权用户使用。
Complete population collapse of malaria vector Anopheles gambiae in cages is achieved using a gene drive that targets doublesex. The online version of this article (doi:10.1038/nbt.4245) contains supplementary material, which is available to authorized users. In the human malaria vector Anopheles gambiae, the gene doublesex (Agdsx) encodes two alternatively spliced transcripts, dsx-female (AgdsxF) and dsx-male (AgdsxM), that control differentiation of the two sexes. The female transcript, unlike the male, contains an exon (exon 5) whose sequence is highly conserved in all Anopheles mosquitoes so far analyzed. We found that CRISPR–Cas9-targeted disruption of the intron 4–exon 5 boundary aimed at blocking the formation of functional AgdsxF did not affect male development or fertility, whereas females homozygous for the disrupted allele showed an intersex phenotype and complete sterility. A CRISPR–Cas9 gene drive construct targeting this same sequence spread rapidly in caged mosquitoes, reaching 100% prevalence within 7–11 generations while progressively reducing egg production to the point of total population collapse. Owing to functional constraint of the target sequence, no selection of alleles resistant to the gene drive occurred in these laboratory experiments. Cas9-resistant variants arose in each generation at the target site but did not block the spread of the drive. The online version of this article (doi:10.1038/nbt.4245) contains supplementary material, which is available to authorized users.
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