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基因編輯讓動物只生雌性

2022-05-30 15:45:33
科學(xué)之謎 2022年5期
關(guān)鍵詞:雌性雄性蚊子

對于很多家禽、家畜,若生下來是雄性,幾乎即刻就被判了死刑。雄性的奶牛是人類所不需要的,因為它們不產(chǎn)奶;雄性的小雞也經(jīng)常一孵出來就被宰殺,因為它們未來不會下蛋。

最近,以色列科學(xué)家利用基因編輯術(shù)(CRISPR)讓這件事情變得更為人道:干脆讓我們所不需要的雄性家畜少生,生清一色的雌性后代。

研究人員在小鼠身上做了實驗。雄性小鼠擁有XY染色體,雌性小鼠擁有XX染色體。其原理是,利用基因編輯術(shù),在未出生的小鼠胚胎中,自動摧毀雄性Y染色體,導(dǎo)致雄性胚胎流產(chǎn)。

為了實現(xiàn)這一點,研究人員對Y染色體上的3個基因添加了標記,使它們成為“編輯”對象。這3個基因每一個對于胚胎發(fā)育都至關(guān)重要,只要毀掉一個就會導(dǎo)致流產(chǎn)?,F(xiàn)在一下子標記3個,是為了提高準確率。

然后讓這些小鼠與另一群轉(zhuǎn)基因小鼠交配。轉(zhuǎn)基因小鼠的DNA上攜帶有基因編輯術(shù)所使用的“剪切工具”——一段叫“Cas9”的DNA片段。這個DNA片段來自細菌。

理論上說,這樣兩群小鼠交配之后只會產(chǎn)下雌性后代。不過,由于基因編輯有時候定位不準,會出差錯,所以在實踐中還是會產(chǎn)下一定比例的雄性小鼠。目前雄雌比例為3:20。如果對Y染色體上更多的關(guān)鍵基因做編輯,那么雄雌比例會進一步降低。

2018年,科學(xué)家曾經(jīng)用類似辦法消滅了攜帶瘧疾的蚊子。與這次稍有不同的是,他們在蚊子Y染色體上進行編輯,嵌入一段外來基因,使雄蚊子最后都發(fā)育成了雌蚊子,從而讓整個瘧蚊種群無法繁衍后代。

不過,當前這一方法用于家禽家畜還存在幾個問題。一個問題是,并非所有動物都擁有XY性染色體。例如,雞像許多鳥類一樣,雄性擁有的是ZZ染色體,雌性則是ZW染色體。所以,上述方法不能奏效。不過,這個問題遲早可以解決。

另一個問題是,利用這種辦法來產(chǎn)生清一色的雌性后代,需要讓動物不停地流產(chǎn),直到懷上雌性孩子,但這樣效率太低了。

最大的問題則是,由于公眾對轉(zhuǎn)基因的反對,這項技術(shù)用于家畜不可能獲得批準。

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