Med hjälp av gensaxen CRISPR/Cas9 har forskare kunnat styra vilket kön en hel kull med möss föds med. Resultaten publicerades i den vetenskapliga tidskriften Nature Communications och kan enligt forskarna leda till att många djurliv sparas i framtiden.
För en uppfödare av höns eller mjölkkor vore det idealiskt om alla individer föddes som honor. Då skulle de inte behöva avliva djur av ”fel” kön som inte producerar ägg eller mjölk. Många laboratoriemöss avlivas också om de inte är av det kön som efterfrågas i en viss forskningsstudie.
I syfte att minska antalet djur som avlivas på grund av kön har forskarna bakom studien utvecklat en metod baserat på gensaxen CRISPR/Cas9. Med gensaxen kan förändringar göras i den genetiska koden hos alla arter och ett vanligt sätt att använda verktyget är att stänga av en gen.
CRISPR/Cas9 delas upp i två avelslinjer
CRISPR/Cas9 består av två huvudkomponenter, enzymet Cas9 som är själva saxen och ett guide-RNA som visar var Cas9 ska klippa. I den metod som presenteras i studien har komponenterna delats upp mellan två blivande mus-föräldrar.
I ett första steg avlas två typer av möss fram som har var sin ny gen i genomet. Den ena har en gen som kodar för ett guide-RNA och den andra en som kodar för Cas9. De två mus-typerna paras och när deras DNA blandas under befruktningen hamnar de två komponenterna i samma cell. Då aktiveras CRISPR/Cas9.
Forskarna programmerade guide-RNA:t att binda komplementärt till genen TOP1. Det är en gen som är viktig för att celler ska dela sig under ett embryos utveckling. När guide-RNA binder så klipper Cas9 av TOP1-genen så att den stängs av. Utan TOP1 stannar embryots utveckling upp när det är några dagar gammalt.
Cas9 på X eller Y avgör avkommans kön
För att göra metoden mer användbar och flexibel fördes Cas9 in på hanarnas Y-kromosom. I en könscell finns bara en kromosom av varje. I äggceller finns alltid kromosom X, eftersom honor har två X-kromosomer. I en spermie finns antingen X eller Y, eftersom hanar har en könskromosom av varje. Avkommans kön avgörs av vilken könskromosom som finns i den spermie som befruktar ägget.
När en spermie som innehåller en Y-kromosom med genen för Cas9 sammansmälter med ägget (som har guide-RNA:t) aktiveras CRISPR/Cas9. Det leder till att TOP1 stängs av i alla avkommor som skulle blivit hanar. Kullen som föds består då av hundra procent honor. Forskarna visade även hur de kunde vända på konceptet och föra in Cas9 på hanens X-kromosom. Det resulterade i en hel kull med hanar.
TOP1 är en gen som finns hos många arter vilket innebär att metoden skulle kunna testas på andra djur. Metoden bygger på både genetisk modifiering (nya gener förs in i arvsmassan) och genomredigering (CRISPR/Cas9 stänger av en gen). Med tanke på allmänhetens skepsis för genetiskt modifierade djur är det svårt att se hur metoden i dagsläget skulle nå jordbruket, men vid uppfödningen av laboratoriemöss har den potential att göra stor skillnad.
/Mia Olsson
Källor:
- Douglas et al., CRISPR-Cas9 effectors facilitate generation of single-sex litters and sex-specific phenotypes. Nature Communications (2021)
- Gene editing produces all-male or all-female litters of mice. Science Magazine (2021)
