弗朗西斯-克里克研究所的科學家們與肯特大學合作，利用基因編輯技術創造出僅有雌性和僅有雄性的小鼠群體，效率為100%。 今天（2021年12月3日星期五）發表在《自然-通訊》上的這項研究表明，該技術可用於改善科學研究中的動物福利，或許也可用於農業。

在科學研究和養殖業中，往往需要雄性或雌性動物。 例如，對雄性或雌性生殖的實驗室研究只需要被研究性別的動物。 而在養殖業中，只需要雌性動物用於產蛋和產奶。 這意味著需要在動物出生後即處死性別未達要求的動物。

研究人員的新方法使用一個兩部分的遺傳系統，在受精后不久使胚胎失活，只允許所需性別的動物發育。 這種基於基因的控制後代性別的方法可以大大減少這兩個行業的淘汰。 胚胎選擇的基礎是CRISPR-Cas9有兩個元素，切割DNA的Cas9酶，允許科學家改變特定區域，以及將Cas9攜帶到基因組上正確位置的引導RNA。 該團隊將該系統的一個元素放在父親的X或Y染色體上，這意味著它將分別只由女性或男性胚胎繼承。 另一個元素由母親貢獻，並由所有胚胎繼承。

他們以Top1基因為目標，該基因對DNA複製和修復至關重要。 當一個由精子和卵子形成的胚胎，每一個都含有一半的CRISPR-Cas9，基因編輯在胚胎中被觸發，它無法發展到大約16至32個細胞的非常早期階段。 使用這種方法，研究人員能夠以100%的效果控制一胎的性別。 為了產生一窩雄性動物，研究人員編輯了父親的X染色體，這意味著只有雌性繼承了有害的突變，而為了產生一窩雌性動物，他們編輯了Y染色體。

令人驚訝的是，這種方法並沒有導致產生的後代數量減少50%，相反，胎次是對照胎次的61%-72%。 研究人員認為，這是因為像小鼠這樣的動物在每個卵巢週期中產生的卵子比需要的要多，允許其中一部分在早期發育過程中丟失，而不會減少產仔數。 這意味著在需要一種性別的情況下，為了產生相同數量所需性別的後代，將需要更少的動物進行繁殖。