Ученые из Института Фрэнсиса Крика использовали технологию редактирования генов для создания однополого помета мышей со 100% эффективностью. Исследователи использовали технологию CRISPR-Cas9, чтобы мыши могли производить потомство определенного пола.

Это поможет в сельском хозяйстве или для проведения других лабораторных анализов, так как в обоих областях требуются только самки или только самцы, если рождается «неподходящий пол», его отбраковывают. Новая разработка поможет улучшить благосостояние животных. Например, для лабораторных исследований мужской или женской репродукции требуются только животные изучаемого пола. А в сельском хозяйстве для производства яиц и в молочных стадах нужны только самки.

Авторы новой работы использовали генетическую систему из двух частей для инактивации эмбрионов вскоре после оплодотворения, — так можно спровоцировать развитие только желаемого пола. Такой метод контроля мог бы сократить выбраковку в обеих отраслях промышленности.

Отбор эмбрионов основан на том, что в CRISPR-Cas9 есть два элемента — фермент Cas9, который разрезает ДНК, позволяя ученым изменять определенные области, а также направляющая РНК, которая переносит Cas9 в нужное место в геноме. Команда поместила один элемент системы на хромосому X или Y отца, чтобы его унаследовали эмбрионы только женского или мужского пола. Другой элемент вносится матерью и наследуется всеми эмбрионами.

Исследователи сосредоточились на гене Top1 — он необходим для репликации и восстановления ДНК. Когда эмбрион сформировался из сперматозоида и яйцеклетки, каждая из которых содержала половину CRISPR-Cas9, в эмбрионе было запущено редактирование генов. Используя этот метод, исследователи смогли со 100% эффектом контролировать пол помета. Чтобы производить только самцов, исследователи отредактировали Х-хромосому отца, а для самок они отредактировали Y-хромосому.

Также метод снизил количество потомства на 50%, его число составило от 61% до 72% от контрольных пометов. По мнению исследователей, это связано с тем, что такие животные, как мыши, производят больше яйцеклеток, чем требуется в течение каждого цикла яичников, поэтому они могут частично потерять их на ранних стадиях без уменьшения размера помета.

Ген Top1 есть и у других млекопитающих, поэтому результаты работы применимы и к ним.