Zum ersten Mal haben Forscher Gentechnik eingesetzt, um männliche Babys im Mutterleib eines Säugetiers fast vollständig zu eliminieren - obwohl dieses Säugetier eine Maus war. Und erwarten Sie nicht, dass die Behandlung in einer IVF-Klinik in Ihrer Nähe endet - der Prozess erforderte auch eine genetische Veränderung beider Elternteile.
Die Forscher verwendeten CRISPR, um Gene, die für drei für die Embryonalentwicklung essentielle Enzyme kodieren, selektiv anzuvisieren und zu schnipsen. Das Endergebnis? 95% weniger männliche Babys geboren.
Die Forscher konnten die Enzyme nur in männlichen Embryonen unterdrücken, indem sie auf das System abzielten, mit dem die meisten Säugetiere das Geschlecht bestimmen.
Mäuse erben wie Menschen von jedem Elternteil ein Geschlechtschromosom. Die Mutter steuert ein X-Chromosom bei, und der Vater bestimmt das Geschlecht der Nachkommen, indem er entweder ein X- oder ein Y-Chromosom beisteuert. Embryonen, die eine XX-Kombination erben, wachsen zu Frauen heran, und diejenigen, die eine XY-Kombination erben, entwickeln sich zu Männern.
In dieser Studie nutzten die Forscher das XY-Geschlechtsbestimmungssystem, indem sie einen Teil der Anweisungen einfügten, um die DNA der Enzyme auf dem X-Chromosom und die andere Hälfte der Anweisungen auf dem Y-Chromosom zu befestigen. Weibliche Nachkommen würden somit zwei Kopien derselben Hälfte der Anweisungen zum Abschneiden der enzymatischen DNA anfertigen, was harmlos ist. Bei männlichen Embryonen passen jedoch die beiden Hälften der Anweisungen zusammen und kodieren für die molekulare Schere, die die kritische Enzym-DNA abschneidet. Auf diese Weise waren XX Nachkommen (dh Frauen) unversehrt, während sich fast alle XY-Nachkommen nicht über die Hälfte der 20-tägigen Schwangerschaft der Maus hinaus entwickelten.
Anu Bashamboo, leitender Gruppenleiter in der Abteilung für menschliche Entwicklungsgenetik am Institut Pasteur in Paris, erkennt die Studie als Durchbruch an, stellt jedoch fest, dass die Verfahren einer Feinabstimmung bedürfen.
"Aus den Daten geht hervor, dass das System immer noch nicht perfekt ist", sagte Bashamboo, der nicht an der Studie beteiligt war, gegenüber Live Science. "Die Protokolle und das experimentelle Design müssen optimiert werden, um sicherzustellen, dass alle männlichen Linien so früh wie möglich nach der Befruchtung beseitigt werden."
Und einige der Männer überlebten und einer erlitt schwere Missbildungen, fügte Bashamboo hinzu.
Landwirtschaftliche Verwendungen
Die Forscher präsentierten ihre Studie als Proof-of-Concept, das den Weg für den Einsatz in landwirtschaftlichen Umgebungen frei macht, in denen entweder männliche oder weibliche Tiere bevorzugt werden.
"Der nächste Schritt besteht darin, es auf andere Tiere als Mäuse zu übertragen - wie Kühe, Ziegen und Hühner", sagte Qimron gegenüber Live Science.
In der industriellen Landwirtschaft werden beispielsweise weibliche Küken als mögliche Legehennen gehalten, während männliche Küken in Milliardenhöhe getötet, oft vergast, durch Stromschlag getötet oder lebend innerhalb von Stunden nach der Geburt gemahlen werden, berichtete National Geographic.
"Es kann auch umgekehrt sein, weil in der Rindfleischindustrie Männer mehr gesucht werden, weil sie mehr Muskeln haben und mehr Fleisch produzieren", sagte Qimron.
Obwohl sich ihre aktuelle Arbeit auf die Eliminierung männlicher Nachkommen konzentriert, glauben die Forscher, dass sie ein ähnliches System entwickeln könnten, das die Entwicklung weiblicher Embryonen verhindert.
Menschliches Potential?
Qimron sagte, dass die Methode "im Prinzip" verwendet werden könnte, um das Geschlecht bei menschlichen Nachkommen auszuwählen, aber er ist nicht besorgt, dass die Forschung zu einer unethischen Anwendung beim Menschen führen wird.
"Es fällt mir schwer, mir ein solches Fehlverhalten vorzustellen", sagte er.
Jiankui Die Behauptung von 2018, genetisch bearbeitete Säuglinge hervorgebracht zu haben, hat die weltweite Besorgnis über die Möglichkeit der Manipulation des Genoms von Embryonen verstärkt. Die Aufsichtsbehörden in den USA und in Europa haben den Möglichkeiten der Genetiker beim Menschen strenge Grenzen gesetzt.
"Es gibt strenge Vorschriften und Richtlinien für die genetische Bearbeitung menschlicher Embryonen, und die Implantation modifizierter Embryonen ist gemäß den FDA-Vorschriften strengstens verboten", sagte Bashamboo.
Darüber hinaus erfordert dieses System auch eine genetische Veränderung der Eltern.
Obwohl er es für unwahrscheinlich hält, schließt Qimron nicht aus, dass seine Arbeit irgendwo auf der Welt verwendet werden könnte.
"Wenn ein verrückter Herrscher in einem geschlossenen Land entscheidet, dass er zwei Linien von Menschen will - eine, die Soldaten und die andere Frauen für andere Zwecke produziert -, kann dies mit dieser Technologie geschehen", sagte er. "Der Proof of Concept ist da."
