基因编辑技术助力“性别选择”

撰文 | 漓

不知道大家有没有看到过这样一个视频，在一个养鸡场中，工作人员在快速地鉴定刚出生小鸡的性别，如果是雌性则留下，如果是雄性则会扔到某个“机器”中，或许做了肥料。在养鸡行业，对于雌雄的管理非常严格。如果是蛋鸡，肯定要100%选择雌鸡；如果是肉鸡，则也会区分雌雄，因为雌雄的饲养方法不一样，出栏价格也不一样。在前几年，甚至有这样一条新闻，英国某家养鸡场开出年薪4万英镑的条件招聘雏鸡性别鉴定师。而雏鸡性别鉴定师通常是对出生后的雏鸡进行肉眼观察性别以进行区分，那么有没有一种更简单快速的方法来区分性别呢？比如让一只母鸡只生雌鸡或者雄鸡，让母奶牛只生母奶牛，母猪只生母猪，将性别鉴定放在出生前而不是出生后。

打败一个行业的从来不是竞争对手，让柯达消失匿迹的不是胶卷生产厂商而是手机和数码相机；让方便面行业式微的也不是方便面生产厂商，而是外卖行业。同样，给雏鸡性别鉴定师带来灭顶之灾的也不一定性别鉴定师，而是这项研究所带来的的基因编辑技术—CRISPR。

2021年12月3日，英国弗朗西斯·克里克研究所的James M. A. Turner和英国肯特大学的Peter J. I. Ellis合作在Nature Communications杂志上发表文章CRISPR-Cas9 effectors facilitate generation of single-sex litters and sex-specific phenotypes。研究人员利用基因编辑技术CRISPR-Cas9成功使母鼠只生产一种性别的后代。

在此之前，就有控制新生动物雌雄比例的方法。比如通过筛选染色体的重量对动物精子进行分类。在2019年也有一项研究，使用CRISPR基因编辑技术来控制新生动物的雌雄比例，使得一窝5只小鼠中雌性小鼠达到5只。但是这些研究均不能使雌雄比例达到100%。

简单来讲，CRISPR想要发挥基因编辑的功能，离不开两样东西，一种是核酸酶，另一种是guild RNA。研究人员将核酸酶整入到雄性小鼠Y染色体上，将靶向TOP1基因的guild RNA整入到雌性小鼠体内。之所以选择拓扑异构酶1—TOP1，是因为已有研究证明TOP1是细胞分裂的关键基因，TOP1缺失会导致胚胎内死亡。只有当Y染色体的精子与卵细胞结合时，CRISPR基因编辑会发挥作用，导致TOP1被切割，从而使XY（即雄性）胚胎不能正常发育而死亡，即只有雌性小鼠出生。同理，如果将核酸酶整入到雄性小鼠X染色体上，XX胚胎不能发育而死亡，即只有雄性小鼠出生。

研究人员提到：“由于TOP1在物种中的保守性，这一策略在其他动物中也是可行的。另外该方法也可以缓解一些道德困境，因为性别选择是在出生前做出的，因此可以避免出生后再杀死某一种性别的动物（由于在小鼠实验中，雌性使用要多于雄性，因此通常有大量的雄性小鼠在出生后被杀死）”。

也有人提出担忧，毕竟不能用一种伦理问题（基因编辑）代替另一种伦理问题（处死动物）。但该方法是否有被使用在人身上的潜在危险，有专家指出：这种方法只适合于妊娠期短、产崽多的物种中，比如小鼠；另外由于这种方法需要对人体进行基因改造也是不可行的。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-021-27227-2.pdf