弗朗西斯·克里克研究所(Francis Crick Institute)的科學(xué)家與肯特大學(xué)(University of Kent)合作，使用基因編輯技術(shù)，以100%的效率培育出只準雌性和只準雄性的小鼠窩。這項原理證明研究發(fā)表在今天(12月3日星期五)的《自然通訊》(Nature Communications)雜志上，展示了該技術(shù)如何可以用于提高科學(xué)研究中的動物福利，或許還可以用于農(nóng)業(yè)。

在科學(xué)研究和農(nóng)業(yè)中，通常需要雄性或雌性動物。例如，對雄性或雌性生殖的實驗室研究只需要研究同一性別的動物。

動物是科學(xué)研究中必不可少的遺傳工具，也是全球農(nóng)業(yè)資源。在這兩個領(lǐng)域，一個單一的性別往往需要多余。生產(chǎn)和宰殺非期望性別動物的倫理和經(jīng)濟負擔是相當大的。以小鼠為模型，我們開發(fā)了一種合成的致命的雙組分CRISPR-Cas9策略，以百分之百的效率生產(chǎn)只產(chǎn)雄性或雌性幼崽。值得注意的是，我們觀察到相對于控制交配的產(chǎn)仔數(shù)有一定程度的補償，這表明與標準育種設(shè)計相比，我們的系統(tǒng)有潛力增加期望性別的產(chǎn)量。雙組分系統(tǒng)也可以用于產(chǎn)生出生后的性別特異性表型。我們的方法，利用CRISPR-Cas9的技術(shù)應(yīng)用，可能適用于其他脊椎動物物種，并為實驗室研究和農(nóng)業(yè)的倫理改進提供了巨大的進步。

第夏洛特·道格拉斯(Charlotte Douglas)說:“當我們將基因組編輯過程分成兩半時，這種方法就會起作用，在男性和女性之間，只有當這兩部分通過繁殖在胚胎中相遇時，它才會被激活。有兩半的胚胎不能發(fā)育超過非常早期的細胞階段。

他說:“這項工作可能對科學(xué)實驗室產(chǎn)生直接和有價值的影響，因為我們已經(jīng)證明了它在老鼠身上是安全有效的，老鼠是一種用于醫(yī)學(xué)和科學(xué)研究的常見哺乳動物。雖然很多研究需要兩性都參與，但也有一些研究只需要一種。例如，在研究生殖系統(tǒng)、性別特異性疾病或某些激素時。

肯特大學(xué)分子遺傳學(xué)和生殖學(xué)高級講師Peter Ellis說:“當涉及到改善動物福利時，這項工作的影響可能是深遠的，但應(yīng)該在倫理和監(jiān)管層面加以考慮?！薄疤貏e是，在任何潛在的農(nóng)業(yè)用途之前，需要有廣泛的公眾對話和辯論，以及修改立法。在科學(xué)方面，還有許多工作要在數(shù)年內(nèi)完成。還需要進一步的研究，首先開發(fā)針對不同物種的特定基因編輯工具包，然后檢查它們的安全性和有效性?！?/strong>

Charlotte Douglas, Valdone Maciulyte, Jasmin Zohren, Daniel M. Snell, Shantha K. Mahadevaiah, Obah A. Ojarikre, Peter J. I. Ellis, James M. A. Turner. CRISPR-Cas9 effectors facilitate generation of single-sex litters and sex-specific phenotypes. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-27227-2

Animals are essential genetic tools in scientific research and global resources in agriculture. In both arenas, a single sex is often required in surplus. The ethical and financial burden of producing and culling animals of the undesired sex is considerable. Using the mouse as a model, we develop a synthetic lethal, bicomponent CRISPR-Cas9 strategy that produces male- or female-only litters with one hundred percent efficiency. Strikingly, we observe a degree of litter size compensation relative to control matings, indicating that our system has the potential to increase the yield of the desired sex in comparison to standard breeding designs. The bicomponent system can also be repurposed to generate postnatal sex-specific phenotypes. Our approach, harnessing the technological applications of CRISPR-Cas9, may be applicable to other vertebrate species, and provides strides towards ethical improvements for laboratory research and agriculture.

文章來源原創(chuàng)；如有侵權(quán)請及時聯(lián)系PaperRSS小編刪除，轉(zhuǎn)載請注明來源。