Nowoczesna metoda edycji genów CRISPR pozwala tak zmodyfikować myszy, że ich potomstwo będzie jednej, wybranej płci - informują naukowcy z Francis Crick Institute. Metoda, której autorki otrzymały w ubiegłym roku nagrodę Nobla w dziedzinie chemii, jest wielką nadzieją medycyny, umożliwia bowiem precyzyjną korektę nieprawidłowych genów. Jej możliwe zastosowania są jednak znacznie szersze. To opisane w najnowszym numerze czasopisma "Nature Communications" może się przydać w hodowli i badaniach naukowych, by ograniczyć konieczność wybijania zwierząt niepotrzebnej płci.
W idealnym świecie hodowcy drobiu czy bydła mogliby zdecydować, że na świat przychodzi głównie potomstwo płci żeńskiej, które potem da jaja i mleko. Naukowcy z kolei mogliby wybierać, jakich zwierząt laboratoryjnych potrzebują, bo do niektórych badań nadają się tylko te jednej - głównie męskiej - płci. Autorzy najnowszej pracy przedstawiają sposób modyfikacji zwierząt, który w 100 procentach gwarantuje, że na świat przyjdą tylko młode właściwej płci. Jego znaczenie może być naprawdę istotne.
W ciągu minionych 5 lat na świecie opublikowano około 25 tysięcy artykułów bazujących na badaniach prowadzonych tylko na jednej płci myszy. Jeśli udałoby się zapobiec urodzeniu zwierząt niepotrzebnej płci, nie trzeba byłoby setek tysięcy z nich zabijać - tłumaczy współautor pracy James Turner, genetyk molekularny z Francis Crick Institute. W większości badań naukowcy wykorzystują osobniki męskie, które mogą rozmnażać znacznie częściej niż samiczki. W badaniach tkanek rozrodczych wykorzystuje się albo samce, albo samiczki. Podobnie jest w badaniach dotyczących hormonów albo pewnych rodzajów nowotworów.
Naukowcy mają w tej chwili metody, które umożliwiają pewną modyfikację naturalnej proporcji pojawiania się potomstwa konkretnej płci. Polegają one np. na sortowaniu plemników pod kątem wagi, która w przypadku, gdy zawierają męski chromosom Y, jest nieco inna. Są też metody, które sprawiają, że potomstwo jednej z płci zamiera jeszcze na etapie embrionalnym. 2 lata temu opublikowano też pierwsze prace, w których opisano wykorzystanie metody CRISPR w taki sposób, że u myszy na świat przychodziło w 80 proc. potomstwo zaplanowanej płci.
Nowa, opisana teraz metoda, ma być skuteczna w 100 proc. Osobniki niepotrzebnej płci się po prostu nie rodzą. Autorzy modyfikują przy tym gen, który ma znaczenie u różnych gatunków zwierząt, więc technika może być z powodzeniem stosowana nie tylko u myszy. Można nawet rozważać wykorzystanie jej do ratowania ginących gatunków, jeśli jednej z płci szczególnie brakuje.
Metoda CRISPR umożliwia wycięcie nieprawidłowego fragmentu DNA z konkretnego genu i wprowadzenie w to miejsce pożądanej sekwencji. Miejsce cięcia znajduje się z pomocą cząsteczek RNA, które doprowadzają tam działający jak nożyczki enzym, np. białko Cas9. W najnowszych badaniach, prowadzonych przez Jamesa Turnera i Charlotte Douglas z Francis Crick Institute we współpracy z Peterem Ellisem z University of Kent, kluczem do sukcesu było zakodowanie enzymu i cząsteczek RNA osobno, w organizmach dwojga rodziców.
Jako gen podlegający modyfikacji wybrano Topoizomerazę 1 (TOP1) istotną dla podziału komórek. Zablokowanie działania TOP1 kończyło rozwój embrionu na bardzo wczesnym etapie. Jeśli gen kodujący cząsteczki RNA celujące w gen TOP1 wbudowano w organizm samicy, a gen kodujący "enzymatyczne nożyczki" w chromosom męski Y, cała procedura CRISPR działała tylko w embrionach, w których pojawiały się chromosomy żeński i męski, X i Y, blokowany był więc rozwój osobników męskich. Jeśli pożądane było potomstwo tylko płci męskiej, wystarczyło wbudować gen kodujący "nożyczki" w chromosom X samców i to rozwój embrionów żeńskich był blokowany.
Zdaniem ekspertów, cytowanych na portalu internetowym czasopisma "Science", metoda może dość szybko przyjąć się w hodowlach zwierząt laboratoryjnych, tym bardziej, że odciąża samice od rodzenia niepotrzebnego potomstwa. Większych problemów można się spodziewać w przypadku zwierząt hodowlanych, gdzie poziom sceptycyzmu wobec organizmów genetycznie modyfikowanych (GMO) jest wciąż bardzo silny.