科学家通过基因编辑成功操控了出生小鼠性别

  • 日期:08-12
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  出品:科普中国

  制作:苏澄宇

制片人:中国科学院计算机网络信息中心

在自然界中出生的哺乳动物的性别比例一直是平衡的,即使它不是绝对的一对一比例,这个值也不会差很多。进化背后的平衡源于基因。

如果你编辑基因,你能改变动物出生的性别比例吗?答案是肯定的。最近,以色列科学家通过基因编辑技术控制了小鼠的性别比例,使小鼠只能生产雌性小鼠。

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文件1

如何确定哺乳动物的性别?

早期研究表明,哺乳动物的性别是由性染色体决定的。男性是XY,女性是XX。性染色体含有决定哺乳动物性别的关键基因,如SRY基因和DAX1基因。后来,科学家发现哺乳动物的性别也依赖于常染色体,因为常染色体也含有性相关基因。

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维基百科

目前,科学界对哺乳动物性别决定机制的基本共识是哺乳动物的性别受性染色体和常染色体性别决定基因的控制。

当这件作品改变时,性别发展的方向将受到干扰。性别和性别发生了变化。

控制生育性行为,非哺乳动物非常擅长

这就是自然界中一些非哺乳动物可以控制自己性别的方式,这样他们就可以谋生,母亲可以做到这一点。

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蚂蚁维基百科

例如,诸如蚂蚁和蜜蜂之类的社会动物,这些昆虫将确定哪个性别对于该群体更“有用”,从而确定“出生的男性”或“活着的女性”。通过积极控制卵子是否受精来控制后代的性别比例,受精卵会发育成雌性,未受精的卵子会发育成雄性。

对于一些爬行动物,例如海龟,它们可以通过环境温度改变出生性别比。该因子也称为温度依赖性决定因素(TSD)。受精卵暴露于较热的温度会导致后代成为性行为,而较冷的温度会导致另一种性行为。

其他植物,鱼类和鸟类也可以根据育种需要控制出生性别比,以获得更好的生存。

但对于哺乳动物来说,要做到这一点,你必须手动干预。当然,畜牧业早就有这种性别控制技术。

美国XY公司在分离后使用精液对奶牛进行人工授精。女性后代的比例可以达到80%-90%,这是农民非常青睐的。英国Cogent公司为农民提供分离的精液,效率为90%。关于。

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母牛维基百科

这种性别控制技术的商业运作的原则是分离X和Y精子。分离后,您可以考虑组合XY。你也可以结合XX。然而,这些方法很麻烦,并且使用的仪器(流式细胞术)也很昂贵。

是否有永久性别控制技术?

因此,一些科学家希望利用遗传编辑技术使畜牧业一劳永逸地使用性别控制技术。

在遗传水平上控制性别主要是使用基因打靶技术来消除或插入性别决定基因。亲本雌性小鼠编码Cas9核酸酶,一种基因编辑蛋白,其在引导RNA(gRNA)的指导下在常染色体上的特定位点处被切割。父本使用指导RNA在Y染色体上编辑。

然后将这些遗传编辑的亲本小鼠交配。雌性是XY,没有Y染色体,出生的后代雌性不受影响。这是因为该基因编辑了雄性小鼠的Y染色体,特别是破坏了雄性胚胎中的必需基因,并且雄性生殖细胞正在发育。异常导致大多数雄性小鼠在没有发育的情况下在母亲的胎儿中消失。

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结果是31只老鼠的巢出生,除了8只死亡,其中只有3只是雄性,但非常小,其中一只仍然变形,另外20只是雌性。的。这些小鼠在7天后断奶后存活。

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由文献1出生的畸形雄性小鼠

这是科学史上第一次通过基因编辑技术控制哺乳动物的性别比例。该研究于7月1日在EMBOreports上发表。

你为什么要控制动物的性别比例?

目前的研究主要是关于服务畜牧业。

对于鸡,人类鸡通常是鸡蛋或鸡,而对于现代家禽养殖者来说,公鸡是一个长期存在的问题。因为公鸡不能产卵并且不能像母鸡那样增重,所以它总是在孵化后被杀死。这在畜牧业中是正常的。

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如果将这项技术扩展到养鸡业,它可以大大提高畜牧业的生产力,而且不是那么残酷。

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对于奶牛场,只有奶牛可以生产牛奶,因此只有通过性别控制才能获得奶牛以增加奶产量。

对于猪,要知道你吃的猪基本上是公猪或母猪。你会问为什么你想嫉妒?最明显的效果是公猪味道很好而且不好,所以很尴尬,而且疣猪费时费力,所以如果有性别控制技术则更方便。

目前,使用遗传编辑技术确定性别仍有许多未知因素,仅知道其产生的风险还不够。例如,在实验中出生的雄性小鼠变形。该研究简单地控制了小鼠出生的性别比例,为以后的研究铺平了道路。在它可以在市场上使用之前还有很长的路要走。

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网页截图

参考文献:

Yosef,I.Edry-Botzer,L.Globus,R.Shlomovitz,I.Munitz,A.Gerlic,M。&Qimron,U。(2019)。 Ageneticsystemforbiasingthexratioinmice.EMBOReports.doi: 10.embr。

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