新型CRISPR/Cas9基因驱动构件揭示了抗性等位基因形成机制和在遗传多样性群体中的驱动效率

一个有效的基因驱动系统可能从根本上改变我们控制媒介传播疾病的策略，通过促进能够防止病原体传播或降低媒介能力的转基因的快速传播。CRISPR/Cas9基因驱动承诺提供这样的机制，它通过将杂合体细胞转化为纯合体，进而实现超孟德尔遗传。虽然CRISPR基因驱动的活性已经得到证明，但当前系统的一个主要障碍是其产生抗性等位基因的倾向，而这些抗性等位基因无法转换为驱动等位基因。在本研究中，我们基于nanos和vasa启动子开发了两个CRISPR基因驱动构件，使我们能够揭示模型生物果蝇(Drosophila melanogaster)中抗性等位基因形成的不同机制。我们观察到在受精前的生殖系和受精后的胚胎中，由于母体沉积的Cas9，抗性等位基因的形成率较高。对遗传多样性背景中驱动活性的评估进一步揭示了转换效率和抗性率的显著差异。我们的结果表明，抗性进化可能会对当前CRISPR基因驱动方法的有效性施加严重限制，尤其是在应用于多样化的自然种群时。