ainews
Японцы клонировали самок из самцов мышей: первое в истории превращение XY-эмбрионов в живых особей
Учёные из Японии впервые создали живых самок-клонов из клеток самцов мышей, удалив Y-хромосому с помощью CRISPR-инструмента Y-CUT. Самки XO (с одной X-хромосомой) выросли здоровыми и фертильными, смогли дать потомство. Технология открывает путь к спасению исчезающих видов, когда остались только самцы, и может ускорить создание генетически модифицированных животных.
Технология меняет фундаментальное понимание размножения млекопитающих и открывает путь к спасению вымирающих видов в ситуациях, когда остались только самцы. Для биотеха это потенциально новый рынок консервационных сервисов и ускорение создания генно-модифицированных животных.
Что произошло
Команда японских учёных (Такаси Ишиути из Университета Яманаси и Шого Матоба из Riken BioResource Research Center) впервые в истории намеренно превратила мужские эмбрионы мышей в женские особи. С помощью CRISPR-инструмента Y-CUT исследователи вырезали Y-хромосому из XY-клеток, создав самок-клонов самцов.
Клонированные самки получили набор хромосом XO (одна X вместо обычных двух XX). Несмотря на это, мыши выросли здоровыми, фертильными и дали потомство при скрещивании с самцами. В одном из экспериментов учёные создали женских клонов из замороженных мужских клеток — и пары таких клонов успешно размножались.
Технология работает так: Y-CUT нацеливается на участок Y-хромосомы, отвечающий за её наследование при делении клетки. После обработки XY-эмбрионы пересаживали суррогатным мышам, которые рожали самок. Для клонирования использовали классический подход: ядро из взрослой клетки самца помещали в яйцеклетку без ДНК, затем применяли Y-CUT и переносили эмбрион суррогату.
Работа опубликована в препринте на bioRxiv (ещё не прошла рецензирование). Учёные вдохновились рыбами Okinawa rubble goby, способными менять пол при необходимости. Один случайный прецедент был в 2009 году — тогда из 27 клонов самцов мышей родилась одна самка, но намеренно эффект не воспроизводили до сих пор.
Автор: Никита Громов · Источник: technologyreview.com
Разработчикам. Открывается возможность создавать CRISPR-инструменты для управления хромосомами в живых системах, разрабатывать биоинформатические решения для анализа клеточных линий с изменёнными кариотипами и автоматизировать протоколы клонирования с хромосомными модификациями.
Бизнесу. Технология может удешевить и ускорить производство генно-модифицированных животных для фармы и агротеха, открыть рынок консервационной биологии (клонирование вымирающих видов из замороженных образцов), создать новые научные сервисы для исследовательских лабораторий.
Инвесторам. Рынок консервационной биотехнологии и крио-зоопарков получит новый инструмент, спрос на CRISPR-платформы для млекопитающих вырастет, появятся возможности для биофармы и сельского хозяйства, где нужны генетически идентичные линии животных с контролируемым полом.
- Создать CRISPR-as-a-Service для клонирования и изменения пола у редких/вымирающих видов — обслуживать зоопарки, заповедники, крио-банки
- Разработать биотех-платформу для быстрого создания генно-модифицированных животных: вместо долгого разведения — клонировать самцов и самок из одной отредактированной клетки
- Запустить консалтинг и R&D-сервисы для консервационных программ: предлагать клонирование самок из замороженных самцовых образцов, когда популяция критически мала
- Разрабатывать инструменты для изучения биологии половых хромосом — продавать лабораториям готовые клеточные линии и протоколы для экспериментов
- Инвестировать в стартапы, комбинирующие Y-CUT с технологиями создания яйцеклеток из стволовых клеток (как упомянутая работа 2023 года) — полностью искусственное размножение без живых самок
- Работа ещё не прошла рецензирование — результаты могут не воспроизвестись или обнаружатся скрытые дефекты у потомства
- Y-CUT работает только у мышей, где XO-самки фертильны; у большинства других млекопитающих (включая человека) XO вызывает бесплодие и пороки развития
- Технология требует донорские яйцеклетки от самок того же или близкого вида — не решает проблему, если вид вымер полностью или остались только самцы без родственных видов
- Этические и регуляторные барьеры для применения на крупных млекопитающих и тем более людях — долгий путь к коммерциализации вне исследовательских лабораторий
Честно говоря, это одна из тех работ, где хочется сказать «вау» — но с оговоркой. Превратить мужской эмбрион в живую фертильную самку мыши действительно круто, и потенциал для консервационной биологии очевиден: представьте, что от вида остался один самец в крио-банке — теперь теоретически можно клонировать и самок. Но дьявол в деталях: XO-самки работают только у мышей (и ещё у нескольких грызунов), у большинства млекопитающих это приводит к бесплодию. Плюс нужны донорские яйцеклетки от самок — то есть если вид вымер полностью, технология бесполезна без комбинации с искусственными гаметами.
В перспективе, если объединить Y-CUT с методами создания яйцеклеток из стволовых клеток (такие работы уже есть, упомянуты в конце статьи), получится мощная связка. Но до этого ещё годы исследований и регуляторных баталий. Пока Y-CUT — это скорее инструмент для ускорения генной инженерии животных (клонируй одну отредактированную клетку в самцов и самок, экономь время и деньги) и для фундаментальной науки. Инвесторам стоит смотреть шире: не только на эту технологию, а на весь рынок репродуктивных биотехнологий для животных — он явно будет расти.
Комментарии