A kutatóknak sikerült génszerkesztéssel (CRISPR) olyan egéralmokat „létrehozni”, melyek csak egynemű utódokat tartalmaznak – számol be a hírről a Science tudományos portál.. Ez a mezőgazdaság számára hatalmas előrelépést jelentene, illetve közvetlenebb előnnyel is járna a tudományos kutatásban. „A cikk egy korszerű megoldást mutat be az egynemű utódok előállítására, lenyűgöző eredményekkel” – mondja Ehud Qimron, a Tel Aviv-i Egyetem CRISPR-szakértője, aki nem vett részt a kutatásban.
A laboratóriumi állatokra gyakorolt hatása óriási lehet. „Az elmúlt 5 évben nagyjából 25 ezer nemekkel kapcsolatos kutatást publikáltak, melyekhez egereket használtak.” – mondta el az egyik társszerző, James Turner, a Francis Crick Intézet molekuláris genetikusa.
Más módszerek is léteznek arra, hogy a hím/nőstény arányt befolyásolhassuk az újszülött állatoknál. A tudósok képesek a spermát a nemet kódoló kromoszóma súlya szerint szelektálni, vagy elpusztítják a nem megfelelő nemű embriókat még születésük előtt. Egy két évvel ezelőtt publikált cikkben pedig CRISPR módszerrel létrehozott öt egéralomból négyben csak nőstények voltak.
A jelenlegi munka eredménye azonban száz százalékos, ami óriási különbség, hiszen egyetlen „rossz” nemű utód sem született. A tudósok olyan gént választottak, mely sok állatban jelen van, így a technológia nem csak egereknél alkalmazható. „Ez a megközelítés általánosíthatónak tűnik más állatfajoknál is” – mondja Michael Wiles, a Jackson Laboratórium molekuláris genetikusa, aki nem vett részt a tanulmányban.
A laboratóriumi állatoknál gyakori a nemek eltolódása. A tudósok, akik új, genetikailag módosított egérvonalakat hoznak létre, a hímeket részesítik előnyben, amelyek néhány naponta képesek új almot nemzeni, míg a nőstényeknek 6-8 hétre van szükségük ahhoz, hogy egyet létrehozzanak. A reproduktív szövetek vizsgálatához csak hímekre vagy nőstényekre van szükség, és bizonyos hormon- és rákkutatásokhoz is csak az egyik nemet használják. „Az azonos nemű alom létrehozásának módjainak kidolgozása rendkívül fontos” – mondja Qimron.
Az új tanulmányban Charlotte Douglas a Turner and Crick molekuláris genetikusa és Peter Ellis a Kenti Egyetemről együtt dolgozott azon, hogy a CRISPR génszerkesztés segítségével csak hím, illetve csak nőstény utódokat tartalmazó almokat hozzanak létre egereknél. A CRISPR két részből áll: egy enzimkomplexből, amely fizikailag megbontja a célgént a genomban, és egy „irányító RNS-ből”, amely felismeri a célgént és a megfelelő helyre irányítja a komplexet.
Ahhoz, hogy csak az egyik nemű embriókat pusztítsák el, a csapat szétválasztotta a CRISPR komplexet, és a gént, mely az enzimkomplexet kódolja az egyik szülőbe ültették, míg az RNS-t kódolót a másikba. Először azonban olyan molekuláris célt kellett találniuk, mely hatékonyan pusztítja el az embriókat. Ehhez olyan génre volt szükség, mely „elég magas szinten és megfelelő időben fejeződik ki ahhoz, hogy 100 százalékos pusztulást okozzon” – mondja Turner. A csapat a topoizomeráz 1 gént választotta (TOP 1), mely a sejtosztódáshoz kulcsfontosságú. Ennek hiányában nagyon korai embrióhalálozás várható.
Amikor a fejlődő hím embrió még csak néhány tucat sejt volt, a génszerkesztéssel beépített mechanizmus működésbe lépett, és elpusztította az embriót, mielőtt esélye lett volna beágyazódni az anya méhébe. És valóban, egyetlen hím kölyök sem született – számol be a csapat a Nature Communications című szaklapban. Ennek fordítottja volt igaz, amikor a CRISPR-komplexumot a hím X-kromoszómájához csatolták, akkor a nőstény embriók nem ágyazódtak be.
A génszerkesztés az egéranyák számára is könnyebbé tették a dolgot. Amikor a nem kívánatos nem embriói elpusztultak még a beágyazódás előtt, kevesebb utódot kellett táplálni, így a „jó” embriók könnyebben boldogultak. Valószínűleg a nem kívánatos nemek eltűnésének köszönhető, hogy
A TOP 1 gén sok állatnál jelen van, így ez a módszer több állatfajnál működhet, mondták a tudósok.
Egyes tudósok szerint ez segíthet megoldani egyes etikai dilemmákat: „A választás már azelőtt megtörténik, hogy az állat megszületik” – mondta Tak Mak, a torontói Princess Margaret Rákkutató Központ genetikusa, aki csak nőstény egereket használ a kutatásához, a megszülető hímeket pedig elpusztítja.
Sue Leary, az Alternatív Kutatási és Fejlesztési Alapítvány (egy nonprofit szervezet, amely az állatok alternatíváit keresi a kutatásokhoz )elnöke szerint nem jelent előre lépést a mostani kutatás. „Nem lehet megoldani egy etikai kérdést egy másik etikai problémával, ami a génszerkesztés” – mondta. Véleménye szerint célszerűtlen a nem kívánt nemű állatok kiselejtezését ezzel a módszerrel kiváltani, és a tudósok az egerek helyett más alternatívákat is használhatnának.