Британские ученые использовали технологию геномного редактирования CRISPR для получения пометов мышей, содержащих животных только одного пола. Эффективность техники составляет 100%, то есть абсолютно все животные были изначально запланированного пола. Технология применима ко всем млекопитающим. Ее можно использовать в научных исследованиях и сельском хозяйстве для сокращения числа отбракованных по половому признаку животных. Статья опубликована в журнале Nature Communications.
Для научных исследований, также как и для сельского хозяйства, часто требуются животные только одного определенного пола, что приводит к отбраковке части потомства. Ученые из Института Фрэнсиса Крика предложили использовать систему геномного редактирования CRISPR, чтобы инактивировать эмбрионы нежелательного пола вскоре после оплодотворения. Такой метод контроля пола потомства поможет резко сократить отбраковку.
Система геномного редактирования CRISPR-Cas9 состоит из двух элементов: направляющей РНК, которая узнает определенное место генома, и белка Cas9, разрезающего ДНК в этом месте и выводящего нужный ген из строя. Ученые помещали один из элементов CRISPR-Cas9 в X- или Y-хромосому отца. Таким образом, он передавался только мужским или женским эмбрионам. Вторая часть системы вносилась с хромосомами матери и наследовалась всеми потомками вне зависимости от их пола.
Система была нацелена на ген, кодирующий фермент топоизомеразу Top1, необходимую для репликации ДНК. Сформированная из сперматозоида и яйцеклетки зигота содержала либо половину системы CRISPR-Cas9, либо целую систему. В этом случае эмбрион не мог развиваться. Используя эту технологию, авторы смогли со 100% эффективностью контролировать пол помета. При этом количество потомства не уменьшилось, как ожидалось, на 50%. Его размеры составляли 61-72% от контрольных пометов. Вероятно, это связано с тем, что самки мыши производят избыточное число яйцеклеток во время цикла. Это позволяет им терять часть из них на раннем этапе развития эмбрионов без сильного уменьшения размеров помета.
Поскольку Top1 присутствует у всех у млекопитающих, результаты могут быть применимы и к другим животным. При этом не имеет значении, какие элементы CRISPR-Cas9 будут в отцовских половых клетках, а какие — в материнских. Кроме того, выжившие детеныши будут нести в генах лишь половину системы, что никак не скажется на поле их будущего потомства.
«Результаты нашей работы могут иметь далеко идущие последствия для биоэтических и нормативных аспектов науки и сельского хозяйства, — говорит старший автор исследования Питер Эллис. — Однако перед любым потенциальным использованием в сельском хозяйстве необходимо провести широкие публичные обсуждения и внести изменения в законодательство. С научной точки зрения также предстоит проделать большую работу. Необходимы дальнейшие исследования для разработки конкретных наборов инструментов для разных видов, а затем для проверки их безопасности и эффективности».
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
