Cosmo, 110-funtowy byk urodził się w kwietniu 2020 roku w UC Davis. Naukowcom udało się przeprowadzić edycję genomu go jako embrionu, aby wyprodukować więcej męskiego potomstwa. Źródło:Alison Van Eenennaam/UC Davis
Naukowcy używają technologii CRISPR do wstawiania genu determinującego płeć.
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis z powodzeniem wyhodowali byczka o imieniu Cosmo, który został poddany edycji genomu jako embrion, dzięki czemu będzie miał więcej męskiego potomstwa. Badania zostały przedstawione na plakacie wczoraj (23 lipca 2020 r.) w American Society of Animal Science spotkanie.
Korzystając z technologii edycji genomu CRISPR, naukowcy mogą dokonywać ukierunkowanych cięć w genomie lub wstawiać użyteczne geny, co nazywa się gen knock-in. W tym przypadku naukowcy z powodzeniem wstawili lub wprowadzili bydlęcy gen SRY, gen odpowiedzialny za inicjację męskiego rozwoju, do zarodka bydlęcego. Jest to pierwsza demonstracja ukierunkowanego wprowadzenia genu dla dużych sekwencji DNA poprzez edycję genomu za pośrednictwem zarodka u bydła.
„Przewidujemy, że potomstwo Cosmo, które odziedziczy ten gen SRY, będzie rosło i wyglądało jak samce, niezależnie od tego, czy odziedziczy chromosom Y”, powiedziała Alison Van Eenennaam, genetyk zwierząt z Departamentu Nauk o Zwierzętach Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis.
Więcej samców, więcej wołowiny
Van Eenennaam mówi, że częścią motywacji do produkcji większej liczby samców bydła jest to, że samce bydła są o około 15 procent bardziej wydajne w przekształcaniu paszy w przyrost masy ciała. Są bardziej oszczędne niż kobiety. Ponadto zwykle są przetwarzane przy większej wadze.
Może to być również korzyścią dla środowiska, ponieważ do wyprodukowania takiej samej ilości wołowiny potrzeba mniej bydła. „Hanczerowie mogliby produkować niektóre samice jako zamienniki i kierować większą część bydła płci męskiej na rynek” – powiedział Joey Owen, badacz z tytułem doktora nauk o zwierzętach, który prowadzi projekt z Van Eenennaamem.
Trudna podróż
Gen SRY został wstawiony do bydlęcego chromosomu 17, który jest genomowym miejscem bezpiecznej przystani. Zapewnia to przewidywalne działanie elementów genetycznych i nie zakłóca ekspresji ani regulacji sąsiednich genów. Chromosom 17 został wybrany po nieudanych próbach wbicia genu na chromosomie X, co dałoby byka, który dawał tylko męskie potomstwo. Oczekuje się, że Cosmo wyda 75 procent potomstwa płci męskiej — normalne 50 procent zwierząt XY i kolejne 25 procent zwierząt XX, które odziedziczą gen SRY.
„Opracowanie metody wprowadzania genu do rozwijającego się zarodka zajęło dwa i pół roku, a kolejne dwa lata zajęło pomyślne zajście w ciążę” – powiedział Owen. Ale w kwietniu 2020 r. urodziło się zdrowe cielę o wadze 110 funtów.
„To była prawdziwa praca z miłości” – powiedział Van Eenennaam.
Powiedziała, że to dopiero początek badań. Cosmo osiągnie dojrzałość płciową za rok i zostanie wyhodowany w celu zbadania, czy odziedziczenie genu SRY na chromosomie 17 wystarczy do uruchomienia męskiej ścieżki rozwojowej w zarodkach XX i spowoduje powstanie potomstwa, które będzie rosło i wyglądało jak samce. Ponieważ Agencja ds. Żywności i Leków reguluje edycję genów zwierząt tak, jakby były narkotykami, Cosmo i jego potomstwo nie wejdą do zaopatrzenia w żywność.
Inni badacze w zespole to James Murray, Pablo Ross, Sadie Hennig i Jason Lin z Wydziału Nauk o Zwierzętach Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis oraz Bret McNabb i Tamer Mansour z Wydziału Medycyny Weterynaryjnej Uniwersytetu Kalifornijskiego Davis.
Projekt ten był wspierany przez program grantów oceny ryzyka biotechnologicznego Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych, California Agricultural Experiment Station na UC Davis oraz stypendium USDA NIFA National Needs Graduate and Postgraduate Fellowship.
