Новаторское использование CRISPR позволяет выбирать пол мышей со 100% эффективностью

Только куры откладывают яйца, и только коровы дают молоко, то есть самцов обоих видов обычно забивают вскоре после рождения. Для некоторых экспериментов ученые могут также потребовать, чтобы животные мужского или женского пола изучали заболевания, зависящие от пола, такие как рак яичников или простаты. В настоящее время нет никаких способов надежно воспроизвести у млекопитающих один пол по сравнению с другим.

Для этого нового исследования команда из Института Фрэнсиса Крика и Кентского университета исследовала, как использовать CRISPR-Cas9, чтобы контролировать рождаемость пола в мышином потомстве. Цель заключалась в том, чтобы гарантировать, что только желаемый пол может развиться после ранней стадии эмбриона, и эта методика может работать для выбора мужского или женского пола по мере необходимости.

CRISPR-Cas9 состоит из двух основных компонентов: фермент Cas9 разрезает ДНК клетки, а направляющая последовательность РНК сообщает ей, где редактировать. Чтобы сделать CRISPR селективным по полу, команда разделила эти компоненты между мышами- родителями. Мать вносит направляющую РНК, в то время как Cas9 размещается на одной из хромосом отца, в зависимости от того, какой пол желателен для детенышей.

Как только две части объединяются в эмбрионе, они редактируют ген Top1, который необходим для репликации ДНК. При нарушении этого гена эмбрион не может развиваться от 16 до 32 клеток. Если Cas9 находится на X-хромосоме отца, только самки унаследуют мутацию, в результате чего будет получен помет исключительно самцов. В помете исключительно самок Cas9 располагается на Y-хромосоме.

Техника сработала очень хорошо. Команда вывела 72 потомства - по 36 каждой вариации - и каждый рожденный мышонок был желаемого пола. Ученые ожидали, что каждый помет будет меньше, поскольку примерно половина эмбрионов не развивалась, но, к их удивлению, размер помета был от 61 до 72 % от размера неотредактированного контрольного помета.

Важно отметить, что редактирование генов не оказало вредных побочных эффектов на здоровье рожденных детенышей мыши. Они могут и дальше размножаться, их потомство будет с естественным соотношением полов 50/50, или, при выборочном разведении с мышью, содержащей другую половину кода CRISPR, иметь однополых мышат.

Команда утверждает, что целевой ген Top1 сохраняется у млекопитающих, поэтому этот метод также может применяться в других случаях, когда полезно контролировать пол потомства. Потребуются дальнейшие исследования, чтобы проверить, насколько хорошо он работает на других животных, но пока его можно применить к лабораторным мышам.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.