Впервые учёные смогли вывести хряков, козлов и быков, которые могут служить «суррогатными отцами». То есть, они могут вырабатывать сперму, несущую генетический материал других животных — доноров. Это открытие может помочь ускорить распространение желательных характеристик среди сельскохозяйственных животных. Оно также позволит селекционерам получать доступ к генетическому материалу животных из других регионов мира. Это пригодится при разведении, например, коз, с которыми трудно использовать искусственное оплодотворение.
Группа исследователей во главе с Джоном Оатли (Jon Oatley), специализирующимся на репродуктивной медицине биологом из Колледжа ветеринарной медицины (College of Veterinary Medicine) в Вашингтонском университете (Washington State University), с помощью инструмента для редактирования генов, CRISPR-Cas9, удалила специфичный для фертильности самцов ген у эмбрионов животных, которые должны были стать суррогатными отцами. Эти самцы родились бесплодными, но начали вырабатывать сперму после того, как исследователи пересадили стволовые клетки от животных-доноров им в яички. Сперматозоиды, которые вырабатывали суррогатные отцы, содержали только генетический материал отобранных животных-доноров.
Исследователи использовали CRISPR-Cas9 на мышах, свиньях, козах и крупном рогатом скоте. У выведенных особей не было гена под названием NANOS2, специфичного для мужской фертильности. Животные-самцы росли бесплодными, но в остальном здоровыми, поэтому, получив пересаженные стволовые клетки от других животных, они начали производить сперму из клеток донора.
Было подтверждено, что эта сперма у таких особей активна. По крайней мере, у мышей: они произвели на свет здоровое потомство, которое носило гены мышей-доноров. Более крупные животные ещё не вывели потомство с помощью донорской спермы. Лаборатория Оатли уточняет процесс пересадки стволовых клеток перед тем, как сделать следующий шаг.
Учёные десятилетиями искали способ создания суррогатных отцов, потому что селекционное разведение и искусственное осеменение — достаточно ограниченные инструменты. Они требуют либо доступа непосредственно к животным, либо строгого контроля за перемещением материала. Во многих случаях — и того, и другого.
Искусственное осеменение широко используется заводчиками молочного скота: он часто содержится в замкнутом пространстве, поэтому его репродуктивное поведение относительно легко поддается контролю. Но эта процедура редко применяется к мясному скоту, которому необходимо свободно перемещаться для кормления. А сперматозоиды свиней не выдерживают замораживания, и нужно, чтобы доноры находились поблизости. У коз искусственное осеменение тоже является довольно сложной задачей и может потребовать хирургического вмешательства.
Технология суррогатного отцовства может решить эти проблемы, так как суррогаты доставляют донорский генетический материал естественным путем — через нормальное размножение. Донорам и суррогатам не обязательно находиться рядом друг с другом, так как либо замороженные донорские клетки, либо само суррогатное животное могут быть доставлены в разные места. Кроме того, самки животных с удалённым геном NANOS2 остаются фертильными, поскольку ген влияет только на мужскую фертильность. Но потом они смогут рожать стерильных самцов, которые будут использоваться в качестве суррогатных отцов.
Открытие имеет большой потенциал и может помочь обеспечить продовольствием развивающиеся страны, где фермерам всё ещё приходится полагаться на обычную селекцию для улучшения поголовья, говорит Ирина Полежаева, профессор Университета Юты (Utah State University).
«Козы — главный источник белка во многих развивающихся странах. Эта технология может ускорить распространение специфических признаков у коз, будь то сопротивляемость болезням, устойчивость к жаре или лучшее качество мяса»,
Технология суррогатного отцовства также может открыть новые возможности для генетического сохранения видов, находящихся под угрозой исчезновения, чья убывающая численность оставляет сообщества животных изолированными друг от друга, ограничивая их генетическое разнообразие.
Вам может быть интересно:
Чтобы коровы выделяли меньше метана, надо изменить их генетику.
