Rodzice tej samej płci: Myszki urodzone z 2 matek, które przetrwały w nowym badaniu

Każdy wie, że zrobienie dziecka wymaga mężczyzny i kobiety. Ale to, co sugerują nowe badania Chińskiej Akademii Nauk, jest takie może tak nie jest. W nowym badaniu zespół naukowców donosi, że zrobili to, co wydaje się niemożliwe: wyprodukowanie zdrowych myszy dziecięcych dwie matki. Naukowcy opisują swoje osiągnięcia w nowym, przełomowym artykule Komórka macierzysta komórki.

Zjawisko rodziców jednopłciowych zaobserwowano naturalnie u gadów, ryb, płazów i bezkręgowców, ale nigdy nie sądzono, że jest to możliwe u ssaków, które rozmnażają się w inny sposób. Jednak, jak zespół opisuje w swoim artykule, wystarczyło przezwyciężyć ograniczenia genetyczne, które zazwyczaj uniemożliwiają wychowywanie dzieci tej samej płci. Zespół, w skład którego weszli również naukowcy z Northeast Agricultural University w Harbin w Chinach, użył kombinacji komórek macierzystych i precyzyjnej edycji genów CRISPR, aby wyprodukować zdrowe myszy od dwóch matek. Co ciekawe, próbowali tego samego z embrionami od dwóch ojców, ale te potomstwo żyło tylko kilka dni.

W artykule opisują dziwaczny, pomysłowy sposób tworzenia zarodków myszy przy użyciu jajka z jednej matki komórki macierzystej innej matki. Przełomem zespołu było zastanowienie się, jak manipulować DNA komórki macierzystej, aby dzieci nie miały wad wrodzonych.

Jak wyjaśnia zespół w swoim artykule, kiedy materiał genetyczny od dwóch matek jest połączony w celu utworzenia embrionu, problemy rozwojowe wynikają z genetycznych „śladów” pozostawionych przez każdego rodzica na ich odpowiednich genach. Układy rozrodcze ssaków nie zostały zaprojektowane do wspierania łączenia DNA z dwóch rodziców tej samej płci, ale zespół zdał sobie sprawę, że można pokonać naturalne przeszkody. Naukowcy po prostu wykorzystali CRISPR-Cas9 do usunięcia trzech genów, które nosiły te ślady rodzicielskie.

Tak więc zespół wziął od jednej matki haploidalne DNA (to znaczy tylko połowę normalnej ilości DNA, która jest niezbędna do rozmnażania), wytarł go ze wszystkich śladów rodzicielskich, a następnie włożył to DNA do jajka (także haploidalnego)) od drugiej matki. Dwie połówki tworzyły całość, a embrion rozwijał się normalnie. Spośród 210 takich embrionów naukowcy urodzili 29 żywych myszy. Te „obojnacze” myszy kwitły, żyjąc w dorosłości, a nawet produkując własne dzieci.

„Wcześniej uzyskaliśmy myszy z dwoma rodzicami z jedną lub dwiema modyfikacjami regionu DNA, ale wszystkie te myszy wykazywały znaczne opóźnienie wzrostu przed lub po urodzeniu”, Zhou Qi, Ph.D., profesor biologii rozwojowej w Chińskiej Akademii of Science 'Institute of Zoology i jeden ze współautorów artykułu, powiedział South China Morning Post. „Teraz znaleźliśmy trzeci region DNA do usunięcia i wyprodukowaliśmy myszy dwumaterialne - te od dwóch matek - o normalnym wzroście i zachowaniach”.

„Dwubiegunowe” myszy urodzone z dwóch samców również nie radziły sobie, co sugeruje, że naukowcy mają przed sobą więcej pracy, aby wskazać lokalizacje imprintowanych genów w embrionalnych komórkach macierzystych myszy płci męskiej. Procedura ta była nieco bardziej skomplikowana: zespół musiał najpierw połączyć haploidalne DNA z komórką plemnikową, a następnie umieścić całe to DNA w komórce jajowej pozbawionej materiału genetycznego (nawet jeśli DNA pochodzi od dwóch samców, nadal potrzebujesz jajko, aby wyhodować dziecko w macicy).

„Mogą istnieć ważne nieznane obszary odciskane, które wymagają modyfikacji w celu przeżycia myszy dwubiegunowych. Planujemy przeanalizować niezbędne modyfikacje imprintingu, które mogą wesprzeć przetrwanie dwubiegunowych myszy do dorosłości, ”Wei Li, Ph.D., badacz komórek macierzystych z CAS Institute of Zoology i jeden ze współautorów badania, powiedziano Forbes.

Jak dziwne i fascynujące jest to badanie, trudno się nie zastanawiać: Czemu? Jest wiele dobrych powodów: dzięki zrozumieniu, w jaki sposób powstają defekty genetyczne w przypadku rodziców myszy tej samej płci, naukowcy położyli podwaliny pod lepsze zrozumienie, w jaki sposób błędy genetyczne mogą powstawać i utrzymywać się u ludzi.

„Badania mogą nawet doprowadzić do opracowania sposobów, dzięki którym pary jednopłciowe mogą reprodukować własne zdrowe dzieci”, dr Teresa Holm, pracownik naukowy medycyny molekularnej i patologii na Uniwersytecie w Auckland, który nie był zaangażowany w nowe badania, powiedział wiadomości BBC. Zwróciła jednak uwagę, że istnieją „istotne obawy etyczne i dotyczące bezpieczeństwa, które trzeba pokonać”.

Na razie autorzy nowego badania przyznają, że upłynie dużo czasu, zanim ten rodzaj reprodukcji nastąpi u ludzi, zarówno z przyczyn naukowych, jak i etycznych.

„Nie możemy potwierdzić, że ta technika nigdy nie będzie stosowana u ludzi w przyszłości. Ale na razie odpowiedź brzmi „nie” - powiedział Wei SCMP. „Istnieje wiele nierozwiązanych pytań, takich jak to, czy skutki delecji DNA u myszy można również przeprowadzić u innych ssaków, takich jak naczelne”.