Ta dorosła mysz ma dwóch ojców. To kamień milowy nauki
Zespołowi naukowców zajmujących się komórkami macierzystymi udało się powołać do życia myszy od dwóch rodziców płci męskiej, które na dodatek osiągnęły dorosłość. W nowym badaniu opublikowanym w Cell badacze Chińskiej Akademii Nauk (CAS) opisują, w jaki sposób pokonali znaczące wyzwania, które utrudniają rozwój jednopłciowej reprodukcji u ssaków.
Już wcześniej widzieliśmy udane próby rozwoju zarodków zwierzęcych z materiału genetycznego rodziców jednej płci, ale ich wzrost zawsze zatrzymywał się na pewnym etapie. Jak czytamy w komunikacie prasowym, tym razem badacze skupili się na określonym zestawie genów.
A mowa o "genach imprintingowych", które regulują ekspresję genów w sposób "charakterystyczny i unikalny", więc naukowcy uważają, że są one fundamentalną barierą dla rozmnażania jednopłciowego u ssaków.
Zespół CAS zmodyfikował te geny przy użyciu różnych technik, co pozwoliło im dokonać przełomowych odkryć w tej dziedzinie i przybliżyć nas o krok do osiągnięcia tego, co niegdyś uważano za niemożliwe – potomstwa z dwóch rodziców tej samej płci.
Ta praca pomoże przezwyciężyć szereg ograniczeń w badaniach nad komórkami macierzystymi i medycyną regeneracyjną
Mysie potomstwo z dwóch ojców
W badaniu opublikowanym w czasopiśmie Cell naukowcy postawili pytanie: "Czy geny imprintingowe są jedyną barierą dla bi-paternalnej reprodukcji u ssaków?". Wcześniejsze próby z użyciem organoidów jajnikowych nie doprowadziły do narodzin myszy z dwóch ojców bez defektów wynikających z nieprawidłowości w genach imprintingowych. Bo jak wyjaśniają badacze, nawet gdy zarodki bi-maternalne lub bi-paternalne są konstruowane sztucznie, nie rozwijają się prawidłowo i zatrzymują swój wzrost na pewnym etapie właśnie z powodu tych genów.
Naukowcy zastosowali 20 modyfikacji genetycznych w setkach genów imprintingowych, w tym mutacje przesunięcia ramki odczytu, delecje genów oraz edycje regionów regulatorowych. W rezultacie opracowali "strategię, która skutecznie niweluje najpoważniejsze defekty rozwojowe w zarodkach bi-paternalnych". Dzięki precyzyjnemu celowaniu w te geny udało się wygenerować potomstwo z dwóch ojców za pomocą uzupełnienia ESC, iniekcji haploidalnych jąder komórkowych oraz transferu jądra komórkowego (SCNT).
Jedynie 11,8 proc. zarodków rozwijało się aż do narodzin i nie wszystkie myszy przeżyły do dorosłości ze względu na utrzymujące się defekty rozwojowe, ale część tak, co zdaniem zespołu jest kamieniem milowym. I mimo że zaobserwowano u nich nieprawidłowy wzrost, skróconą długość życia czy bezpłodność, metoda ta "doprowadziła również do uzyskania komórek macierzystych o bardziej stabilnej pluripotencji".
Ludzkie potomstwo rodziców jednej płci? Nie tak szybko
Oznacza to, że badania nie przyniosły jeszcze doskonałych rezultatów, ale wykazały jednoznacznie, że "nieprawidłowości imprintingowe stanowią fundamentalną barierę dla bi-paternalnej reprodukcji u ssaków".
Zespół ma jednak nadzieję, że dalsze modyfikacje genów imprintingowych mogą potencjalnie umożliwić stworzenie zdrowych myszy bi-paternalnych, zdolnych do wytwarzania funkcjonalnych gamet, co mogłoby prowadzić do opracowania nowych strategii terapeutycznych dla chorób związanych z imprintingiem genowym.
W następnej kolejności zespół CAS planuje przeprowadzić podobne badania na małpach, ale w komunikacie prasowym jasno wskazuje, że "nie jest jeszcze jasne, czy ta technologia ostatecznie znajdzie zastosowanie w leczeniu ludzkich chorób", w tym niepłodności.
