برای اولین بار محققان از CRISPR، ابزار ویرایش ژن، برای سرعت بخشیدن به وراثت ژن‌های خاصی در پستانداران بهره جسته‌اند. چنان که طی چندین سال گذشته در حشرات پرورش یافته‌ی آزمایشگاهی دیده شده است، استراتژی بحث‌برانگیز “ژن درایو” با نوید قابلیت انتشار سریع ژن در تمام افراد یک گونه همراه است. موضوعی که رویای گسترش دادن ژن‌های کشنده جهت ریشه‌کن‌سازی آفت‌هایی مانند پشه‌های حامل مالاریا از آن سر برآورده است. حال محققان، پستانداران حامل بیماری و مخرب محصولات کشاورزی هم‌چون خرگوش‌ها، موش‌ها و رت ها را نیز در رویای خود گنجانده‌اند.
مطالعه‌ی جدید صورت گرفته در صدد ایجاد نژادهای جدید موش آزمایشگاهی است؛ نه حذف جمعیت‌های وحشی. نتایج نشانگر آن است که ژن درایو در جوندگان به اندازه‌ی حشرات بازده ندارد. با این حال Paul Thomas، متخصص ژنتیک مولکولی از دانشگاه Adelaide در استرالیا که بر آزمایش‌های مشابهی کار می‌کند، این مطالعه را قدم مهمی در جهت توسعه‌ی تکنولوژی ژن درایو در پستانداران عنوان می‌کند.
مطالعه در تاریخ ۴ جولای توسط تیمی از دانشگاه کالیفرنیا، سن‌دیگو (UCSD)، به سرپرستی Kimberly Cooper متخصص ژنتیک در bioRxiv منتشر شد. محققان مطالعه از جمله Ethan Bier و Valentino Gantz که سه سال پیش نشان دادند CRISPR می‌تواند ژن درایو مؤثری در مگس‌ها ایجاد کند، آن را به یک ژورنال داوری تخصصی ارائه داده‌اند. ژورنال مذکور از آن‌ها خواسته با رسانه‌ها مصاحبه نکنند؛ اما با این وجود، بحث‌های علمی متعددی پیرامون آن به وجود آمده است.
مطالعه‌ی بسیار خوبی است و از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. در واقع هیچ چیز در مورد ژن درایو در جوندگان شناخته نشده است. ما همه گمان می‌کردیم بازده آن مشابه مگس‌ها باشد، اما نتیجه بسیار متفاوت بود.
Gaétan Burgio، متخصص ژنتیک موش در مرکز تحقیقات پزشکی John Curtin در Canberra، استرالیا که کامنت‌های زیادی در مورد گزارش مطالعه توئیت کرده است.
مشابه مطالعات گذشته بر روی مگس‌ها، محققان UCSD ژن درایو را با مهندسی موش ماده جهت حمل ژن برای آنزیم برش Cas9، یکی از دوجزء ،CRISPR و مهندسی موش‌های نر جهت حمل ژن برای جزء دیگر، RNA راهنما (gRNA)، ایجاد کردند. RNA راهنما Cas9 را به سمت هدف مخصوصی روی ژنوم به علاوه‌ی ژنی که رنگ پوشش را تغییر می‌دهد، هدایت می‌کند. موش تغییر یافته متعاقب زایمان صاحب توله‌هایی شد که برای هر دو جزء CRISPR روی کروموزوم‌های متفاوت ژن داشت.
Cas9 پس از این که برش ایجاد می‌کند، سلول در پی ترمیم آن برمی‌آید و چگونگی انجام این امر نیز کلید مؤفقیت ژن درایو است. سلول می‌تواند رشته‌های جدا شده‌ی DNA را مجدداً به هم وصل کرده یا فاصله‌ی ایجاد شده را با چپاندن تکه‌ی جدیدی از DNA در محل پر کند – پروسه‌ای که ترمیم مستقیم همولوگی (HDR) نامیده می‌شود. ژن درایو HDR را برای وارد ساختن ژن جدید به کار می‌گیرد: در این مورد، کپی ژن تغییردهنده‌ی رنگ پوشش. اما سلول‌ها در حالت طبیعی ترجیح می‌دهند رشته‌های جدا شده را به هم وصل کنند که ژن درایو را خنثی می‌کند.
از این رو تیم UCSD از یک پدیده‌ی بیولوژیکی بنیادی برای سوق دادن سلول‌ها به سمت HDR استفاده کردند. آن‌ها Cas9 را جهت روشن شدن حین میوز-نوعی پروسه‌ی تقسیم سلولی که اسپرم یا تخمک ایجاد می‌کند.- دستکاری نمودند. در شرایط طبیعی کروموزوم‌ها حین میوز DNA مبادله کرده و تنها حین این مبادلات، سلول اجازه‌ی HDR می‌دهد.
آزمایش در نرها مؤثر واقع نشد؛ احتمالاً به این دلیل که اسپرماتوگونی قبل از میوز متحمل تقسیم سلولی میتوز می‌شود که از HDR ممانعت می‌کند. اما در ماده‌ها ژن درایو مؤفقیت‌آمیز بود. به عبارتی ژن تغییردهنده‌ی رنگ پوشش در بسیاری از تخم‌ها بر کروموزوم شریک جنسی کپی شد که به طور قابل توجهی تعداد موالیدی را که ژن را به ارث می‌برند، افزایش می‌دهد. در یک موش، ۷۹ درصد از تخم‌ها ژن را بر هر دو کروموزوم داشتند. اگر این موش با نر بدون ژن آمیزش انجام می‌داد، ۹۰ درصد توله‌ها ژن را به ارث می‌بردند. (مگس‌ها پرسه‌ی جنین‌زایی متفاوتی دارند که کارآیی HDR را افزایش داده و امکان آن را در هر دو جنس فراهم می‌کند.)
بنا بر نوشته‌های Cooper و همکارانش، این سیستم “اجزای ژنتیکی فعال” می‌تواند به ایجاد موش‌های دارای ژن مد نظر سرعت بخشد.
