认识Cosmo,这是一种经过基因设计可生产75%雄性后代的公牛犊
一只110磅重的小牛Cosmo于2020年4月出生在加州大学戴维斯分校。科学家成功地对他进行了基因组编辑,将其作为胚胎产生更多的雄性后代。
科学家使用CRISPR技术插入决定性别的基因。
加州大学戴维斯分校的科学家成功地生产出了名为Cosmo的小牛犊,该小牛经过基因组编辑作为胚胎,因此他将产生更多的雄性后代。这项研究在昨天(2020年7月23日)在美国动物科学学会会议上的海报上进行了介绍。
使用基因组编辑技术CRISPR,研究人员可以针对基因组进行有针对性的切割或插入有用的基因,这被称为基因敲入。在这种情况下,科学家成功地将牛SRY基因(负责启动雄性发育的基因)插入或敲入了牛胚胎中。这是首次通过牛介导的胚胎介导的基因组编辑,针对大的DNA序列靶向基因敲入的演示。
加州大学戴维斯分校动物科学系动物遗传学家艾莉森·范·埃纳纳纳姆说:“我们预计,继承该SRY基因的Cosmo的后代将会长大,看起来像雄性,无论它们是否继承Y染色体。”
男性更多,牛肉更多
范·埃纳纳纳姆(Van Eenennaam)说,生产更多公牛的部分动机是,公牛将饲料转化为体重增加的效率提高了约15%。它们比女性更省油。另外,它们倾向于以较重的重量进行加工。
对环境而言,这可能也是一个胜利,因为生产相同数量的牛肉所需的牛更少。“牧场主可能会产生一些雌性作为替代品,并引导更多比例的公牛进入市场,”动物科学的博士后研究员乔伊·欧文(Joey Owen)说,他与范·埃纳纳纳姆一起领导了该项目。
艰辛的旅程
将SRY基因插入到牛染色体17中,该染色体是基因组安全港。这样可以确保遗传元件具有可预测的功能,并且不会破坏相邻基因的表达或调控。在尝试敲除X染色体上的基因失败后选择了17号染色体,这将导致公牛只产生雄性后代。预计Cosmo将产生75%的雄性后代-正常的XY动物为50%,而继承SRY基因的XX动物为25%。
欧文说:“开发将基因插入发育中的胚胎的方法花了两年半,而成功地建立了怀孕又花了两年时间。”但是在2020年4月,一头健康的110磅重的雄性小牛出生了。
范·埃纳纳纳姆(Van Eenennaam)说:“这真是一场爱的劳动。”
她说,这仅仅是研究的开始。Cosmo将在一年内达到性成熟,并且将被培养来研究在17号染色体上遗传SRY基因是否足以触发XX胚胎中的雄性发育途径,并导致后代生长并看起来像雄性。由于美国食品药品监督管理局(FDA)像对动物一样对动物进行基因编辑管理,因此Cosmo及其后代将不会进入食物供应。
该团队的其他研究人员包括加州大学戴维斯分校动物科学系的James Murray,帕勃罗·罗斯,萨迪·亨尼格和杰森·林,以及加州大学戴维斯分校兽医学院的Bret McNabb和Tamer Mansour。
该项目得到了美国农业部的生物技术风险评估拨款计划,加州大学戴维斯分校的加利福尼亚农业实验站以及美国农业部NIFA国家需要研究生和研究生奖学金的支持。