近日，來自弗朗西斯-克里克研究所和肯特大學的研究人員通過利用CRISPR基因編輯系統讓實驗鼠誕下一窩100%為雄性或雌性的小鼠。這項技術可以幫助防止在農業或科學實驗中不必要地捕殺不需要的性別的動物。
只有母雞會下蛋，只有母奶牛會產奶，這意味着這兩種動物的雄性通常在出生后不久就會被淘汰。對於一些實驗，科學家也可以要求雄性或雌性動物來研究特定性別的疾病如卵巢癌或前列腺癌。目前，還沒有任何方法可以昂哺乳動物可靠地生產出特定一種性別。
因此在這項新研究中，該團隊研究了如何使用CRISPR-Cas9來控制一窩小鼠的性別。其目的是確保只有所需的性別可以發展到早期胚胎階段以上並且該技術可以根據需要選擇雄性或雌性的工作。
CRISPR-Cas9由兩個主要部分組成–Cas9酶切割細胞的DNA和告訴細胞在哪裡進行編輯的引導RNA序列。為了使CRISPR具有性別選擇性，研究小組將這些在親代小鼠之間進行了分割。其中，母親提供指導RNA，而Cas9則被放置在父親的一條染色體上，這一切取決於希望誕生的幼崽的性別。
一旦這兩部分在胚胎中結合，它們就會編輯一個叫做Top1的基因，該基因對DNA複製至關重要。在該基因被破壞的情況下，胚胎的發育不能超過16至32個細胞。如果Cas9在父親的X染色體上，那麼只有雌性會繼承這種突變從而產生一窩全雄性的幼崽。對於全雌性的胎兒，Cas9則被放在Y染色體上。
該技術效果非常好。研究小組繁殖了72胎–每種變異的36胎–並且每隻出生的幼崽都是所需的性別。本來科學家們預計每一窩都會比較小–因為約有一半的胚胎沒有發育，但令他們驚訝的是，每一窩的大小都是未經編輯的對照窩的61%到72%。
重要的是，基因編輯對所生小鼠的健康沒有任何有害的副作用。它們可以繼續生育自己的小鼠，而這些小鼠可以有自然的50/50的性別比例，或如果跟含有CRISPR代碼另一半的小鼠選擇性繁殖則可以擁有單性別的小鼠。
研究小組表示，由於目標Top1基因在整個哺乳動物中是保守的，因此該技術也可以適用於其他對控制後代性別有用的情況。雖然研究人員還需要進一步的研究來測試它在其他動物身上的效果如何，但目前它可以應用於實驗室小鼠。