Dodano: 09 grudzień 2021r.

Potomstwo o określonej płci? Nowa metoda sprawdzona na myszach ma 100 proc. skuteczność

Dzięki wykorzystaniu edycji genów, naukowcom udało się wyhodować mioty myszy o określonej płci: albo wyłącznie żeńskiej albo wyłącznie męskiej. Technologia opracowana przez ekspertów z Instytutu Francisa Cricka i Uniwersytetu w Kent wykazuje się 100 proc. skutecznością.

Potomstwo o określonej płci? Nowa metoda sprawdzona na myszach ma 100 proc. skuteczność

 

W badaniach naukowych, ale też w rolnictwie, często zachodzi potrzeba posiadania zwierząt jednej, konkretnej płci. Na przykład w eksperymentach dotyczących męskiego lub żeńskiego rozmnażania, potrzebne są osobniki tylko tej płci, która jest badana. Z kolei w rolnictwie do produkcji jaj i mleka potrzebne są wyłącznie zwierzęta płci żeńskiej. Taka sytuacja powoduje, że powszechną praktyką jest usuwanie po przyjściu na świat zwierząt niechcianej płci.

Nowa metoda wykorzystuje technologię edycji genów CRISPR-Cas9 i ma 100 proc. skuteczność. Badania opublikowano w czasopiśmie „Nature Communications” (DOI: 10.1038/s41467-021-27227-2).

Selekcja embrionów

Selekcja płci opiera się na metodzie edycji genów CRISPR-Cas9, dzięki której można wyciąć niechciany fragment DNA z badanego genu i wprowadzić w to miejsce inną sekwencję. Kluczowy jest tutaj enzym Cas9, który tnie DNA, umożliwiając naukowcom ingerencję w genom. Ważne jest też RNA (gRNA - Guide RNA), które wskazuje Cas9 miejsce cięcia.

Zespół umieścił enzym i gRNA osobno w organizmach rodziców. Jeden z elementów znalazł się na chromosomie X lub Y ojca, co oznacza, że będzie on dziedziczony tylko odpowiednio przez embriony żeńskie lub męskie. Drugi element został zaimplementowany w organizmie matki i jest dziedziczony przez wszystkie zarodki.

Dzięki takiej wymuszonej mutacji embrion z „niechcianą” płcią nie jest w stanie rozwinąć się poza bardzo wczesne stadium około 16 do 32 komórek. Stosując tę metodę, badacze byli w stanie kontrolować płeć miotu ze 100 proc. skutecznością. Aby stworzyć miot wyłącznie męski, badacze edytowali chromosom X ojca, co oznaczało, że tylko samice dziedziczyły mutację, a aby uzyskać miot wyłącznie żeński, edytowali chromosom Y.

Metoda powinna działać nie tylko u myszy

Co ciekawe, metoda ta nie doprowadziła do drastycznego spadku liczby potomstwa, a wielkość miotów wynosiła od 61 do 72 proc. wielkości miotów kontrolnych. Naukowcy sugerują, że dzieje się tak, ponieważ zwierzęta takie jak myszy produkują więcej jajeczek niż jest to wymagane podczas każdego cyklu, co pozwala na utratę części z nich podczas wczesnego rozwoju, bez zmniejszania wielkości miotu.

Zdaniem badaczy dzięki nowej metodzie będzie można kontrolować urodzenia także u innych ssaków. Eksperci podkreślają też, że nie ma szkodliwych skutków edycji genu u potomstwa, które przeżyło.

- Nasza praca może mieć natychmiastowy i cenny wpływ na laboratoria naukowe, ponieważ pokazaliśmy, że jest ona bezpieczna i skuteczna u myszy. W wielu badaniach potrzebne są obie płcie, ale istnieją dziedziny nauki, w których potrzebna jest tylko jedna z nich – mówi współautor pracy James Turner z Sex Chromosome Biology Laboratory w Crick.

- Implikacje tej pracy są dalekosiężne, jeśli chodzi o poprawę dobrostanu zwierząt, ale powinny być też rozważane na poziomie etycznym – mówi współautor badań Peter Ellis z University of Kent. - W szczególności, przed jakimkolwiek zastosowaniem w rolnictwie, powinny odbyć się szeroko zakrojone rozmowy i debaty. Być może niezbędne byłyby też zmiany w prawie – dodaje.

 

Źródło: Francis Crick Institute, fot. Pixabay