Фертильных мышей обоих полов вывели только из мужского генома
Японские исследователи из Университета Яманаси получили фертильных мышей обоих полов, используя только геном самцов. Для этого они удаляли Y-хромосому из эмбрионов на ранней стадии развития с помощью CRISPR-Cas9 и применяли оптимизированный перенос ядер соматических клеток. Препринт работы опубликован на bioRxiv. Об этом сообщает N + 1.
У млекопитающих пол задается хромосомами: XX у самок, XY у самцов. Все зародыши изначально развиваются по женскому типу, пока ген SRY в Y-хромосоме не включает мужскую программу. Без этого гена мыши с XY формируют яичники, но часто остаются бесплодными. Самки с одной X-хромосомой (кариотип X0) здоровы и способны давать потомство.
Авторы во главе с Такаси Исиути нацелили CRISPR-Cas9 на центромеру Y-хромосомы, создав три гидовые РНК и выбрав самую эффективную — Y3. Методику назвали Y-CUT. После обработки мышиных зигот рождались только самки, 43 процента из них имели кариотип X0. С помощью флуоресцентной гибридизации ученые проследили, как Y-хромосома уходит в микроядра и к стадии морулы почти полностью изолируется, а позже разрушается.
Чтобы получить клонов обоих полов из ядер самца, исследователи применили улучшенный протокол переноса ядер с ингибиторами HDAC и G9a. После переноса ядер клеток Сертоли и электропорации с Y-CUT получено 13 эмбрионов, эффективность составила 11 процентов; 10 из них — самки X0. Все выжившие животные выросли и дали потомство, причем у дочерей восстановился нормальный кариотип XX. Метод сработал и с клетками крови, фибробластами взрослого самца и криоконсервированными клетками.
Исследователи также создали мышей с генетически закодированной системой Y-CUT: кассета с гРНК Y3 и Cre-зависимой Cas9 в локусе ROSA26. При включении рекомбиназы, в том числе под действием тамоксифена, Y-хромосома удалялась. В опытах с Sox2-Cre потомство состояло преимущественно из самок (64 процента), у половины Cre-положительных самок был кариотип X0. Полногеномное секвенирование не выявило транслокаций или мозаицизма, а внетаргетные повреждения встречались менее чем в одном проценте локусов.
