Wetenschappers veranderen mannelijke muizen in vrouwelijke klonen, gewoon omdat het kan

In een prestatie die klinkt als de plot van een sciencefiction-B-film, maar echt wetenschap is, hebben onderzoekers in Japan voor het eerst opzettelijk mannelijke muizenembryo's omgevormd tot vrouwtjes. Met behulp van een CRISPR-techniek die ze Y-CUT noemen, verwijderde het team het Y-chromosoom uit mannelijke cellen, waardoor vrouwelijke klonen van mannelijke muizen ontstonden.

"Niemand heeft dit eerder gedaan," zegt Monika Ward, reproductief bioloog aan de Universiteit van Hawaï, die niet bij het onderzoek betrokken was. Nou, dat is geruststellend - want voor je het weet, klonen ze dinosaurussen.

De bevindingen, gepubliceerd als preprint op bioRxiv en nog niet peer-reviewed, zouden de lang gekoesterde overtuiging kunnen omverwerpen dat voortplanting beide geslachten vereist. "Er is een vast concept in ons wetenschappelijk veld dat we zowel vrouwtjes als mannetjes nodig hebben voor voortplanting," zegt co-hoofdonderzoeker Takashi Ishiuchi van de Universiteit van Yamanashi. "Ik denk dat we dit concept kunnen veranderen." Want wie heeft er nou echt mannen nodig? Ze zijn alleen goed voor één ding, en nu hebben we CRISPR.

De Y-CUT-tool richt zich op een deel van het Y-chromosoom dat ervoor zorgt dat het chromosoom wordt doorgegeven tijdens celdeling. Door het in vroege embryo's te elimineren, produceerden de onderzoekers vrouwelijke pups met XO-chromosomen - dat is één X in plaats van de gebruikelijke twee. Verrassend genoeg groeiden deze vrouwtjes gezond en vruchtbaar op, wat meer is dan gezegd kan worden van het mannelijk ego.

In een tweede experiment paste het team Y-CUT toe op gekloonde cellen, waardoor vrouwelijke klonen van mannelijke muizen ontstonden. De vrouwtjes zijn genetisch identiek aan het oorspronkelijke mannetje, minus het Y-chromosoom. "Het is net sciencefiction," zegt Ishiuchi. Inderdaad, want het enige wat sciencefiction-achtiger is dan klonen, is klonen met een twist van gender-buigen.

De inspiratie kwam van de Okinawa-rubbergrondel, een vis die van geslacht kan veranderen wanneer de situatie erom vraagt. Als er geen mannetjes in de buurt zijn, kan een vrouwtje overschakelen naar mannetje om zich voort te planten. De onderzoekers dachten: "Als een vis het kan, waarom een muis dan niet?" En waarom niet een fret, of een paard, of een bedreigde diersoort die op zijn laatste mannetjes zit?

Klonen heeft al geholpen om soorten van de rand van uitsterven te halen, zoals zwartvoetfretten en het Przewalski-paard. Maar het klonen van een mannetje levert alleen maar meer mannetjes op. Nu, met Y-CUT, zou je vrouwtjes kunnen creëren uit die kostbare mannelijke cellen, waardoor het reproductieve potentieel verdubbelt. "Het is opwindend om te zien," zegt Ben Novak van Revive & Restore, een natuurbeschermingsorganisatie. "Ik ben ervan overtuigd dat er genoeg toepassingen zullen zijn, vooral voor beschermingsdoeleinden."

De techniek is natuurlijk niet perfect. Het vereist nog steeds eicellen van een vrouwtje van dezelfde of nauw verwante soort. En hoewel XO-vrouwelijke muizen vruchtbaar zijn, hebben andere zoogdieren met XO-chromosomen de neiging onvruchtbaar te zijn, wat de aanpak beperkt tot bepaalde soorten - zoals de 355 bedreigde en kwetsbare knaagdiersoorten. Dus als je een knaagdier bent, is je toekomst net een stukje helderder geworden.

Maar er zijn complementaire technologieën in het verschiet. In 2023 toonde Katsuhiko Hayashi van de Osaka Universiteit aan dat hij mannelijke muizencellen in eicellen kon veranderen, wat de uitgeholde eicellen zou kunnen leveren die nodig zijn voor Y-CUT. En Sayaka Wakayama van de Universiteit van Yamanashi demonstreerde onlangs het inbrengen van rattenchromosomen in muizen, wat mogelijk mannelijke embryo's zou kunnen creëren. "Het is een complementair verhaal," zegt Matoba.

Dus, wat is het volgende? Ishiuchi werkt aan het toevoegen van een tweede X-chromosoom om de vruchtbaarheid van de vrouwelijke klonen te herstellen. En voor situaties waarin je vrouwtjes hebt maar mannetjes nodig hebt, is er een oplossing in de maak. "Het is echt opwindend om te zien dat er meer diverse tools worden ontwikkeld," zegt Novak. "Er zijn zoveel verschillende scenario's waarin ze gebruikt kunnen worden voor zeldzame en bedreigde diersoorten."

Ondertussen zijn we gewoon blij dat de muizen gelukkig zijn, en we zijn een stap dichter bij een wereld waar geslachtsverhoudingen tot het verleden behoren - althans in het lab.