Wissenschaftler verwandeln männliche Mäuse in weibliche Klone, weil nicht?

In einer Leistung, die sich wie die Handlung eines Sci-Fi-B-Films anhört, aber tatsächlich echte Wissenschaft ist, haben Forscher in Japan erstmals männliche Mausembryonen absichtlich in Weibchen verwandelt. Mit einer CRISPR-basierten Technik namens Y-CUT entfernte das Team das Y-Chromosom aus männlichen Zellen und erzeugte so weibliche Klone männlicher Mäuse.

"Das hat noch niemand zuvor getan", sagt Monika Ward, Reproduktionsbiologin an der Universität von Hawaii, die nicht an der Forschung beteiligt war. Nun, das ist beruhigend - denn als Nächstes klonen sie Dinosaurier.

Die Ergebnisse, die als Vorabdruck auf bioRxiv veröffentlicht und noch nicht begutachtet wurden, könnten die lang gehegte Überzeugung umstoßen, dass Fortpflanzung beide Geschlechter erfordert. "Es gibt ein festes Konzept in unserem wissenschaftlichen Bereich, dass wir für die Fortpflanzung sowohl Weibchen als auch Männchen brauchen", sagt Co-Leiter Takashi Ishiuchi von der Universität Yamanashi. "Ich denke, wir könnten dieses Konzept ändern." Denn wer braucht schon Männchen, wirklich? Sie sind nur für eine Sache gut, und jetzt haben wir CRISPR.

Das Y-CUT-Werkzeug zielt auf einen Abschnitt des Y-Chromosoms ab, der sicherstellt, dass das Chromosom bei der Zellteilung weitergegeben wird. Durch seine Eliminierung in frühen Embryonen erzeugten die Forscher weibliche Nachkommen mit XO-Chromosomen - das ist ein X statt der üblichen zwei. Überraschenderweise wuchsen diese Weibchen gesund und fruchtbar auf, was man vom männlichen Ego nicht behaupten kann.

In einem zweiten Experiment wandte das Team Y-CUT auf klonierte Zellen an und erzeugte weibliche Klone aus männlichen Mäusen. Die Weibchen sind genetisch identisch mit dem ursprünglichen Männchen, abzüglich des Y-Chromosoms. "Es ist wie Science-Fiction", sagt Ishiuchi. In der Tat, denn das Einzige, was science-ficcioniger ist als Klonen, ist Klonen mit einer Prise Geschlechtertausch.

Die Inspiration kam von der Okinawa-Grundel, einem Fisch, der das Geschlecht wechseln kann, wenn die Situation es erfordert. Wenn keine Männchen in der Nähe sind, kann ein Weibchen zum Männchen wechseln, um sich fortzupflanzen. Die Forscher dachten: "Wenn ein Fisch es kann, warum nicht eine Maus?" Und warum nicht ein Frettchen, ein Pferd oder jede andere gefährdete Art, die nur noch ihre letzten Männchen hat?

Klonen hat bereits geholfen, Arten vom Rand der Ausrottung zurückzuholen, wie Schwarzfußfrettchen und Przewalski-Pferde. Aber ein Männchen zu klonen ergibt nur mehr Männchen. Jetzt, mit Y-CUT, könnte man Weibchen aus diesen kostbaren männlichen Zellen erzeugen und so das Fortpflanzungspotenzial verdoppeln. "Es ist aufregend, das zu sehen", sagt Ben Novak von Revive & Restore, einer Naturschutzorganisation. "Ich bin zuversichtlich, dass es viele Anwendungen geben wird, insbesondere für Naturschutzzwecke."

Die Technik ist natürlich nicht perfekt. Sie erfordert immer noch Eizellen von einem Weibchen derselben oder einer eng verwandten Art. Und während XO-Mäuseweibchen fruchtbar sind, neigen andere Säugetiere mit XO-Chromosomen zur Unfruchtbarkeit, was den Ansatz auf bestimmte Arten beschränkt - wie die 355 gefährdeten und verwundbaren Nagetierarten. Wenn Sie also ein Nagetier sind, ist Ihre Zukunft gerade heller geworden.

Aber es gibt komplementäre Technologien am Horizont. 2023 zeigte Katsuhiko Hayashi von der Universität Osaka, dass er männliche Mauszellen in Eizellen verwandeln kann, die die ausgehöhlten Eizellen für Y-CUT liefern könnten. Und Sayaka Wakayama von der Universität Yamanashi demonstrierte kürzlich das Einfügen von Rattenchromosomen in Mäuse, was möglicherweise männliche Embryonen erzeugen könnte. "Es ist eine komplementäre Geschichte", sagt Matoba.

Was kommt also als Nächstes? Ishiuchi arbeitet daran, ein zweites X-Chromosom hinzuzufügen, um die Fruchtbarkeit der weiblichen Klone wiederherzustellen. Und für Situationen, in denen man Weibchen hat, aber Männchen braucht, ist eine Lösung in Arbeit. "Es ist wirklich aufregend zu sehen, wie vielfältigere Werkzeuge entwickelt werden", sagt Novak. "Es gibt so viele verschiedene Szenarien, in denen sie für seltene und gefährdete Arten eingesetzt werden könnten."

In der Zwischenzeit sind wir einfach froh, dass die Mäuse glücklich sind, und wir sind der Welt einen Schritt näher, in der Geschlechterverhältnisse der Vergangenheit angehören - zumindest im Labor.