科學家們已經使用基因編輯技術培育出只有雌性和只有雄性的小鼠群。
他們的技術可以防止被用於研究的成千上萬只不需要的老鼠被殺死。
該研究小組表示,這也可以防止英國數百萬只因為不下蛋而被宰殺的雞。
政府正在考慮允許基因編輯在英格蘭的畜牧業中使用。
這項技術已在學術期刊《自然通訊》(Nature Communications)上概述,它能使一個與胚胎髮育有關的基因失活。
該系統可以在非常早期的發育階段(16到32個細胞)為雄性或雌性胚胎啟動。
研究人員認為,這項技術可以應用於農場動物,他們正在與愛丁堡附近的羅斯林研究所(Roslin Institute)討論建立科學試點研究。羅斯林研究所在牲畜基因編輯方面處於世界領先地位。
肯特大學的彼得·埃利斯博士稱,如果實驗結果真的能從實驗室轉化為商業用途,它們將對動物福利產生“深遠的”影響。
“全世界每年有40到60億隻家禽被宰殺。原則上,我們可以建立一個系統,這樣就不用在小雞出生後殺死它們,因為它們有神經系統和感受痛苦的能力,這些蛋下了,但簡單地永遠不會孵化,”他說。
不過,這項新技術首先可以減少被殺死的實驗室老鼠的數量,因為某些醫學實驗需要雄性或雌性老鼠。
來自倫敦弗朗西斯·克里克研究所的詹姆斯·特納博士已經確認了過去五年裡發表的25000篇研究論文,其中大約25000篇論文只需要雄性或雌性老鼠。
“每種情況下使用的老鼠數量顯然不同,”他說,“但總的老鼠使用量很容易達到數十萬。”這項工作可以在科學實驗室中產生直接和有價值的影響。”
本週早些時候發表的一份獨立報告指出,任何允許對農場動物進行基因編輯的規則的放鬆,都必須把動物福利放在核心位置。該報告的作者之一、世界農場福利組織的首席政策顧問彼得·史蒂文森(Peter Stevenson)說。總的來說,他對基因編輯“持謹慎態度”,因為它可能被用來加強牲畜的工廠化養殖,但他支援它用於雞的性別選擇。
“我們支援用它來改善動物福利,比如確保母雞隻生產雌性小雞,因為這將防止英國每年數百萬不受歡迎的雄性小雞被殺死。”
英國防止虐待動物協會的巴尼·裡德表示,這項技術必須“嚴格”監管。
“當這麼多被吹捧的潛在‘好處’都是為了處理動物福利或人類自身造成的環境問題時,這一要求尤其恰當。”
艾利斯博士表示同意。“任何在農業上的潛在用途,都需要廣泛的公眾對話和辯論,以及修改立法。
“在科學方面,還有許多工作要在數年內完成。還需要進一步的研究,首先開發針對不同物種的特定基因編輯工具包,然後檢查它們的安全性和有效性。”
基因編輯是如何生效的
哺乳動物是雄性還是雌性是由性染色體決定的。女性有一對X染色體——一對遺傳自母親,另一對遺傳自父親。而男性則有一條來自母親的X染色體和一條來自父親的Y染色體。
研究人員透過使一種基因失活來阻止XX或XY小鼠胚胎的發育,其結果是阻止胚胎髮展到大約16到32個細胞的非常早期階段。
他們能夠選擇性別,方法是將基因編輯分子Crispr-Cas9的一半嵌入母親的DNA,另一半嵌入父親的X或Y染色體,這取決於性別的要求。Crispr-Cas9可以使基因失活。
只有將Crispr-Cas9的兩個部分結合在一起,該基因才能失活。
如果父親的基因編輯分子的一半在他的Y染色體上,一旦它與含有編輯分子另一半的母親的DNA結合,產生的XY男性胚胎將同時擁有使基因失活的分子的兩部分,從而阻止進一步發育。但所有沒有從父親那裡遺傳這種分子的女性胚胎都能正常發育。
相應的,如果Crispr-Cas9基因的一半嵌入到父親的X染色體中,則女性胚胎將無法發育。