CRISPR突破性应用:可以以100%的效率选择小鼠的性别

2021年12月06日 15:58 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

近日,来自弗朗西斯-克里克研究所和肯特大学的研究人员通过利用CRISPR基因编辑系统让实验鼠诞下一窝100%为雄性或雌性的小鼠。这项技术可以帮助防止在农业或科学实验中不必要地捕杀不需要的性别的动物。

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只有母鸡会下蛋,只有母奶牛会产奶,这意味着这两种动物的雄性通常在出生后不久就会被淘汰。对于一些实验,科学家也可以要求雄性或雌性动物来研究特定性别的疾病如卵巢癌或前列腺癌。目前,还没有任何方法可以昂哺乳动物可靠地生产出特定一种性别。

因此在这项新研究中,该团队研究了如何使用CRISPR-Cas9来控制一窝小鼠的性别。其目的是确保只有所需的性别可以发展到早期胚胎阶段以上并且该技术可以根据需要选择雄性或雌性的工作。

CRISPR-Cas9由两个主要部分组成--Cas9酶切割细胞的DNA和告诉细胞在哪里进行编辑的引导RNA序列。为了使CRISPR具有性别选择性,研究小组将这些在亲代小鼠之间进行了分割。其中,母亲提供指导RNA,而Cas9则被放置在父亲的一条染色体上,这一切取决于希望诞生的幼崽的性别。

一旦这两部分在胚胎中结合,它们就会编辑一个叫做Top1的基因,该基因对DNA复制至关重要。在该基因被破坏的情况下,胚胎的发育不能超过16至32个细胞。如果Cas9在父亲的X染色体上,那么只有雌性会继承这种突变从而产生一窝全雄性的幼崽。对于全雌性的胎儿,Cas9则被放在Y染色体上。

该技术效果非常好。研究小组繁殖了72胎--每种变异的36胎--并且每只出生的幼崽都是所需的性别。本来科学家们预计每一窝都会比较小--因为约有一半的胚胎没有发育,但令他们惊讶的是,每一窝的大小都是未经编辑的对照窝的61%到72%。

重要的是,基因编辑对所生小鼠的健康没有任何有害的副作用。它们可以继续生育自己的小鼠,而这些小鼠可以有自然的50/50的性别比例,或如果跟含有CRISPR代码另一半的小鼠选择性繁殖则可以拥有单性别的小鼠。

研究小组表示,由于目标Top1基因在整个哺乳动物中是保守的,因此该技术也可以适用于其他对控制后代性别有用的情况。虽然研究人员还需要进一步的研究来测试它在其他动物身上的效果如何,但目前它可以应用于实验室小鼠。

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