Вчені з Університету Берклі використовували метод редагування генома CRISPR/Cas9 як спосіб вивчення генів, що відповідають за розвиток ембріона. Це дозволило «поганно» розібрати програму розвитку різних сегментів тіла рачка-бокоплава. До публікації результатів цього дослідження в метод CRISPR/Cas9 використовувався для роботи з одиночними генами у звичних моделей тварин - мишей, жаб, круглих хробаків і фруктової мушки.
Об'єктом дослідження стали так звані Hox-гени, ключові регулятори розвитку у всіх тварин, в тому числі і у людини. Автори з'ясовували, яку роль відіграють окремі гени цього сімейства в розвитку ротового апарату і сегментів тулуба у бокоплава. Окремі гени «вимикали» поодинці, так що в кожному експериментальному ембріоні не функціонував тільки один певний ген. Нокаут обраного гена проводили за допомогою інтерференції - процесу придушення експресії генів на рівні РНК. Сайт-специфічний мутагенез на рівні ДНК проводили з використанням системи CRISPR/Cas9.
Комбінація цих двох технологій дозволила з'ясувати, які саме гени з сімейства відповідають за розвиток певних частин тіла ракоподібного. Виявилося, що ключова роль у розвитку задніх відділів тіла належить генам (abdominal-A) і (Abdominal-B), при цьому ген відповідає за спеціалізацію торакальних (грудних) і абдомінальних (черевних) кінцівок, а - за формування кінцівок у черевному сегменті тіла.
У торакальному відділі ген запускає процес формування клешнів, а необхідний для розвитку жабр. У головному сегменті, злитому з грудним, гени і відповідають за формування ногочелюстей бокоплава. Таким чином, виявилося, що різні гени з групи відповідають за розвиток специфічних типів кінцівок бокоплава. Ці рачки особливо зручні тим, що кожен відділ їх тіла має свій специфічний тип кінцівок, розвиток якого визначається взаємодією дев'яти генів цього сімейства.
Гени Hox є сімейством транскрипційних факторів, які беруть безпосередню участь у регуляції закладки сегментів ембріона. Після детермінації сегментів ці гени забезпечують спеціалізацію характерних для кожного сегмента ембріона типів придатків і кінцівок.
Результати вчених з Університету Берклі свідчать про вдосконалення технології CRISPR/Cas9, за допомогою якої сьогодні можливо вивчати кластери споріднених генів за більш короткий час, ніж потрібно три роки тому для роботи з одиничними генами. Керівники дослідження вважають, що їх підхід може призвести до розшифровки «коду розвитку» типів кінцівок, представленого комбінацією певних генів сімейства Hox.