<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="research-article" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">Acta Naturae</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Acta Naturae</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Acta Naturae</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="print">2075-8251</issn><publisher><publisher-name xml:lang="en">Acta Naturae Ltd</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">11874</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.32607/actanaturae.11874</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en"><subject>Research Articles</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru"><subject>Экспериментальные статьи</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">CRISPR/Cas9 Essential Gene Editing in Drosophila</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Редактирование жизненно важных генов с помощью системы CRISPR/Cas9 на модели дрозофилы</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Osadchiy</surname><given-names>Igor S.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Осадчий</surname><given-names>Игорь С.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><email>untie@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Kamalyan</surname><given-names>Sophia O.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Камалян</surname><given-names>Софья О.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><email>sofya171@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Tumashova</surname><given-names>Karina Yu.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Тумашова</surname><given-names>Карина Ю.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><email>HKarina95@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Georgiev</surname><given-names>Pavel G.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Георгиев</surname><given-names>Павел Г.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><email>georgiev_p@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-3502-0303</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Maksimenko</surname><given-names>Oksana G.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Максименко</surname><given-names>Оксана Г.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="ru"><p>кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник</p></bio><email>maksog@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en">Institute of Gene Biology, Russian Academy of Sciences</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук</institution></aff></aff-alternatives><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2023-08-03" publication-format="electronic"><day>03</day><month>08</month><year>2023</year></pub-date><volume>15</volume><issue>2</issue><issue-title xml:lang="en"/><issue-title xml:lang="ru"/><fpage>70</fpage><lpage>74</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2022-12-08"><day>08</day><month>12</month><year>2022</year></date><date date-type="accepted" iso-8601-date="2023-04-04"><day>04</day><month>04</month><year>2023</year></date></history><permissions><copyright-statement xml:lang="en">Copyright ©; 2023, Osadchiy I.S., Sophia K.O., Tumashova K.Y., Georgiev P.G., Maksimenko O.G.</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="ru">Copyright ©; 2023, Осадчий И.С., Софья К.О., Тумашова К.Ю., Георгиев П. ., Максименко О.Г.</copyright-statement><copyright-year>2023</copyright-year><copyright-holder xml:lang="en">Osadchiy I.S., Sophia K.O., Tumashova K.Y., Georgiev P.G., Maksimenko O.G.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="ru">Осадчий И.С., Софья К.О., Тумашова К.Ю., Георгиев П. ., Максименко О.Г.</copyright-holder><ali:free_to_read xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/"/><license><ali:license_ref xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/">https://creativecommons.org/licenses/by/4.0</ali:license_ref></license></permissions><self-uri xlink:href="https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/11874">https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/11874</self-uri><abstract xml:lang="en"><p>Since the addition of the CRISPR/Cas9 technology to the genetic engineering toolbox, the problems of low efficiency and off-target effects hamper its widespread use in all fields of life sciences. Furthermore, essential gene knockout usually results in failure and it is often not obvious whether the gene of interest is an essential one. Here, we report on a new strategy to improve the CRISPR/Cas9 genome editing, which is based on the idea that editing efficiency is tightly linked to how essential the gene to be modified is. The more essential the gene, the less the efficiency of the editing and the larger the number of off-targets, due to the survivorship bias. Considering this, we generated deletions of three essential genes in <italic>Drosophila</italic>: <italic>trf</italic><italic>2</italic><italic>, top</italic><italic>2</italic><italic>, </italic>and <italic>mep-</italic><italic>1</italic>, using fly strains with previous target gene overexpression (“pre-rescued” genetic background).</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>Система редактирования на основе CRISPR/Cas9 в последние годы стала основным инструментом манипуляций с геномами разных организмов. Однако при использовании данного метода исследователи часто сталкиваются с низкой эффективностью внесения изменений и с разрезами в нецелевых участках генома (off-target). Более того, редактирование жизненно важных генов часто заканчивается неудачей вследствие повышенной летальности при эффективном разрезании обoих аллелей гена интереса (ГИ). В статье предложена новая стратегия геномного редактирования с помощью CRISPR/Cas9-системы, основанная на том, что чем более важен ген для выживания организма, тем с меньшей эффективностью детектируются успешные случаи его редактирования и параллельно наблюдается все большее число разрезания нецелевых участков, что по сути является «ошибкой выжившего». В представленном методе в геном редактируемого организма предварительно вносят дополнительную копию ГИ, способную обеспечить уровень экспрессии гена, достаточный для выживания организма. Последующее применение CRISPR/Cas9-системы на фоне избыточной экспрессии ГИ позволило получить успешно редактированные линии дрозофилы с делециями трех жизненно важных генов – <italic>trf</italic><italic>2</italic>, <italic>mep</italic><italic>-1</italic> и <italic>top</italic><italic>2</italic>.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="en"><kwd>CRISPR/Cas9</kwd><kwd>genome editing</kwd><kwd>essential gene editing</kwd><kwd>housekeeping genes</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>CRISPR/Cas9</kwd><kwd>редактирование генома</kwd><kwd>редактирование жизненно важных генов</kwd><kwd>гены домашнего хозяйства</kwd></kwd-group><funding-group><award-group><funding-source><institution-wrap><institution xml:lang="ru">Российский научный фонд</institution></institution-wrap><institution-wrap><institution xml:lang="en">Russian Science Foundation</institution></institution-wrap></funding-source><award-id>19-74-30026</award-id></award-group></funding-group></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><mixed-citation>Smits A.H., Ziebell F., Joberty G., Zinn N., Mueller W.F., Clauder-Münster S., Eberhard D., Fälth Savitski M., Grandi P., Jakob P., et al. // Nat. Methods. 2019. V. 16. № 11. P. 1087–1093.</mixed-citation></ref><ref id="B2"><label>2.</label><mixed-citation>Wang B., Wang Z., Wang D., Zhang B., Ong S.G., Li M., Yu W., Wang Y. // J. Biol. Eng. BioMed Central. 2019. V. 13. № 1. P. 35.</mixed-citation></ref><ref id="B3"><label>3.</label><mixed-citation>Gratz S.J., Ukken F.P., Rubinstein C.D., Thiede G., Donohue L.K., Cummings A.M., O’Connor-Giles K.M. // Genetics. 2014. V. 196. № 4. P. 961–971.</mixed-citation></ref><ref id="B4"><label>4.</label><mixed-citation>Zolotarev N., Georgiev P., Maksimenko O. // Biotechniques. Future Science. 2019. V. 66. № 4. P. 198–201.</mixed-citation></ref><ref id="B5"><label>5.</label><mixed-citation>Bischof J., Maeda R.K., Hediger M., Karch F., Basler K. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2007. V. 104. № 9. P. 3312–3317.</mixed-citation></ref><ref id="B6"><label>6.</label><mixed-citation>Kedmi A., Zehavi Y., Glick Y., Orenstein Y., Ideses D., Wachtel C., Doniger T., Waldman Ben-Asher H., Muster N., Thompson J., et al. // Genes Dev. 2014. V. 28. № 19. P. 2163–2174.</mixed-citation></ref><ref id="B7"><label>7.</label><mixed-citation>Duttke S.H.C. // Trends Biochem. Sci. 2015. V. 40. № 3. P. 127–129.</mixed-citation></ref><ref id="B8"><label>8.</label><mixed-citation>Osadchiy I.S., Georgiev P.G., Maksimenko O.G. // Dokl. Biochem. Biophys. 2019. V. 486. № 1. P. 224–228.</mixed-citation></ref><ref id="B9"><label>9.</label><mixed-citation>Reddy B.A., Bajpe P.K., Bassett A., Moshkin Y.M., Kozhevnikova E., Bezstarosti K., Demmers J.A., Travers A.A., Verrijzer C.P. // Mol. Cell. Biol. Am. Soc. Microbiol. 2010. V. 30. № 21. P. 5234–5244.</mixed-citation></ref><ref id="B10"><label>10.</label><mixed-citation>Kunert N., Wagner E., Murawska M., Klinker H., Kremmer E., Brehm A. // EMBO J. 2009. V. 28. № 5. P. 533–544.</mixed-citation></ref><ref id="B11"><label>11.</label><mixed-citation>Sutormin D.A., Galivondzhyan A.K., Polkhovskiy A.V., Kamalyan S.O., Severinov K.V., Dubiley S.A. // Acta Naturae. 2021. V. 13. № 1. P. 59–75.</mixed-citation></ref></ref-list></back></article>
