A tanulmány először mutatta ki, hogy azonos nemű szülőktől – jelen esetben anyáktól – születtek egészséges egérutódok.
A biológiai szempont, hogy miért emlősök Az, hogy két ellentétes nemre van szükség a szaporodáshoz, nagyon régóta foglalkoztatja a kutatókat. A tudósok azt próbálják megérteni, hogy valójában mi akadályoz két anyát vagy két apát abban, hogy utód szülessen. Az emlősökön kívüli szervezetek, például hüllők, halak és kétéltűek partner nélkül hoznak létre utódokat. Az állatoknak három különböző módja van reprodukció (ivartalan, egyivarú és szexuális), de az emlősök, beleértve az embereket is, csak akkor eshetnek ivaros szaporodáson, ha két ellenkező nemű szülő érintett.
Még a megtermékenyítés és az orvosi technológia elmúlt évtizedek fejlődésének mélyreható ismerete mellett is elképzelhetetlen, hogy két azonos nemű szülőtől emlős utódokat szüljenek. Nyilvánvaló, hogy a genetikai anyag (DNS) mindkét szülőtől (férfi és nőstény) szükséges a fejlődéshez, mivel az anya DNS-e és az apa DNS-e alapvetően versenyez egymással az utódokban elfoglalt helyért. És van egy genomikus imprinting gát, azaz bizonyos anyai vagy az apai géneket lenyomatják (márkajelzéssel vagy címkével látják el az alapján, hogy kitől származnak), majd kikapcsolják az embrionális fejlődés különböző fázisaiban. Ezt az akadályt le kell győzni. Különböző gének vannak bevésve az anya és az apa genetikai anyagába, így egy emlős utódjának mindkét nem genetikai anyagára van szüksége ahhoz, hogy az összes szükséges gén aktiválódjon. Mindkét genetikai anyag tehát kulcsfontosságú, mert az az utód, aki nem kap genetikai anyagot sem apától, sem anyától, fejlődési rendellenességeket szenved, és előfordulhat, hogy nem lesz elég életképes a születéshez. Egyszerűen ezért lehetetlen, hogy azonos nemű szülők legyenek.
Két nőstény utódai
Egy tanulmány Sejt Őssejt, a Kínai Tudományos Akadémia tudósai először hoztak létre 29 élő és egészséges egér utódokat azonos nemű szülőktől, itt két biológiai anyától. Ezek a csecsemők felnőtté váltak, és saját normális utódokat is szülhettek. A tudósok ezt az őssejtek felhasználásával és a gének célzott manipulálásával/szerkesztésével érték el, ami azt sugallja, hogy bizonyos akadályok sikeresen leküzdhetők. Bi-maternális egerek (két anyával rendelkező egerek) létrehozásához haploid embrionális őssejteknek (ESC) nevezett sejteket használtak, amelyek csak feleannyi kromoszómát tartalmaztak, és csak az egyik szülőtől (itt nőstény egértől) származó DNS-t tartalmaztak. Ezekről a sejtekről azt írják, hogy hasonlóak azokhoz a sejtekhez, amelyek a petesejtek és a spermiumok előfutárai, és ezeket az áttörést jelentő tanulmány fő okának tartják. A kutatók három genetikai imprinting régiót töröltek ezekből a haploid ESC-kből, amelyek az anya DNS-ét tartalmazták, majd ezeket a sejteket egy másik nőstény egértől származó tojásokba fecskendezték, amelyek 210 embriót termeltek, amelyekből 29 élő egér utód keletkezett.
A tudósok megpróbáltak kétapás egereket (két apával rendelkező egereket) készíteni, de a hím DNS használata nagyobb kihívást jelentett, mivel a hím szülő DNS-ét tartalmazó haploid ESC-k módosítását jelentette, és hét genetikai imprinting régió törlésére volt szükség. Ezeket a sejteket egy másik hím egér spermájával együtt egy nőstény petesejtbe fecskendezték, amelyből a nőstény genetikai anyagot tartalmazó magot eltávolították. A most létrehozott embriókban csak a hímek DNS-e volt, a méhlepény anyaga mentén átkerültek a helyettesítő anyákhoz, akik teljes életkorig hordozták őket. Ez azonban nem működött jól a 12 teljes születésű egérnél (az összes 2.5 százaléka), amelyek két apától születtek, mivel csak 48 órát éltek túl.
Ez egy kulcsfontosságú tanulmány, amelyben úgy tűnik, hogy az azonos nemű emlősök szaporodásának biológiai akadályait leküzdötték, miután megvizsgálták az azonos nemű emlősök szaporodását akadályozó genetikai tényezőket. A feltárt genetikai akadályok a legfontosabb DNS-régiók közé tartoznak, amelyek akadályozzák az azonos nemű szülőkkel rendelkező egerek fejlődését. Természetesen ez az első olyan vizsgálat, amely egészséges egerek utódait hozták létre azonos nemű szülőkkel, amelyek hasonlóak a hagyományos egerekhez.
Megtehető ez embereknél?
A szakértők azt mondják, hogy ilyen kiterjedt genetikai manipuláció nem kivitelezhető a legtöbb emlősnél, különösen az embernél. Először is, a manipulálandó gének azonosítása bonyolult, mivel a „lenyomatozott gének” minden faj esetében egyediek. Nagy a kockázata a súlyos rendellenességek előfordulásának, és számos biztonsági probléma merül fel. Ez egy hosszú út, amely megterhelt azzal a valószínűtlenséggel, hogy valami ilyesmi megismétlődhet az emberekben. A technológiai akadályoktól eltekintve ez egy folyamatos vita az eljárással kapcsolatos etikai és gyakorlati kérdésekről. Mindazonáltal ez a tanulmány egy érdekes mérföldkő, és felhasználható a megtermékenyítéssel és az embrionális fejlődéssel kapcsolatos ismereteink erősítésére. Segíthet jobban megérteni a meddőséget és a veleszületett betegségek eredetét. A tanulmány a jövőben széles körben hasznosítható állatkutatási példák klónozásában is.
***
{Az eredeti kutatási cikket a hivatkozott forrás(ok) listájában lent található DOI linkre kattintva olvashatja el}
Forrás (ok)
Zhi-Kun L et al. 2018. Bimaternális és bipaternális egerek generálása hipometilált haploid ESC-kből imprinting régió deléciókkal. Sejt Őssejt. https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.09.004
***
