Dwie mamy: Podobnie jak para myszy tej samej płci ma potomstwo
Dmitry Kurkin
Chiński zespół naukowców był w stanie osiągnąć pojawienie się zdrowego potomstwa w parze myszy tej samej płci. Eksperyment polegający na zmianie kodu genetycznego przeprowadzono z udziałem pary samców i pary samic. Myszy, które miały tylko geny ojcowskie, zmarły dwa dni po urodzeniu, podczas gdy myszy urodzone z DNA dwóch matek czują się dobrze i nie różnią się od zwykłych osobników swojego gatunku - udało im się nawet dać potomstwo.
Zdarzenie to nazywane jest przełomem w inżynierii genetycznej: do tej pory ssaki były w stanie rozmnażać się tylko przy udziale materiału genetycznego samców i samic - ta kombinacja była obowiązkowa. Przedstawiciele innych klas zwierząt - w tym ryb, gadów i płazów - mogą produkować potomstwo bez udziału innego partnera, ale w świecie ssaków istniała niezachwiana zasada imprintingu.
Zjawisko imprintingu biologicznego nie zostało w pełni zbadane, ale ogólnie uważa się je za rodzaj rywalizacji między dwoma DNA, matczynym i ojcowskim, dla którego geny otrzymają potomstwo. W wyniku tego procesu część kodu genetycznego potomstwa dziedziczy od samic, inna część - od samców, a nieużywane geny w każdym z łańcuchów są „wyłączane” przez „tłumiki” chemiczne. W przypadku mieszania genów rodziców tej samej płci zwykle kończy się niepowodzeniem ze względu na to, że te same nici DNA pozostają „włączone” lub jednocześnie „wyłączone”. Prowadzi to do nieprawidłowości genetycznych już na etapie rozwoju płodu, a najczęściej do poronienia.
Czy możliwe jest celowe edytowanie DNA, aby geny „włączały się” i „wyłączały” we właściwy sposób i tworzyły pełnoprawną kombinację, która zapewni narodziny zdrowego potomstwa? To pytanie zostało zadane przez chińskich badaczy i otrzymało na nie nieco pozytywną odpowiedź. Po pierwsze, musieli zidentyfikować te obszary DNA, które są odpowiedzialne za imprinting, i usunąć je, aby nie uszkodzić innych ważnych obszarów. Do tej operacji biżuterii zastosowano technologię CRISPR / Cas9, umożliwiającą edycję łańcuchów genetycznych. W obu eksperymentach naukowcy stworzyli komórki haploidalne (zawierające połowę zestawu chromosomów) mysich komórek macierzystych, z których część została przekształcona w „pseudospermę” za pomocą edycji genetycznej, a inne w imitację jaj.
W przypadku samców myszy edytowanie komórki haploidalnej okazało się znacznie trudniejsze: w tym celu trzeba było usunąć siedem obszarów genetycznych zamiast trzech (jak w przypadku pary kobiet), a nawet to nie wystarczyło, sądząc po fakcie, że eksperyment na samcach zakończył się niepowodzeniem. „Gwałtowna śmierć potomstwa [dwóch mężczyzn] wskazuje, że nieznane bariery nadal pozostają na drodze reprodukcji i rozwoju”, powiedział jeden z autorów badania, dr Hu Baoyang. „Udane rozmnażanie potomstwa z dwóch samców zdarza się bardzo rzadko, widzimy to tylko w niektórych rodzajach ryb i tylko w laboratorium. ”
Chociaż myszy urodzone z dwóch matek wyglądają zdrowo, nieprawidłowości genetyczne zarówno u nich, jak iu ich potomstwa mogą pojawić się znacznie później.
Eksperyment z DNA dwóch samic okazał się znacznie bardziej udany: z dwustu dziesięciu uzyskanych embrionów dwadzieścia dziewięć urodziło się żywcem, z czego siedem z kolei było w stanie dać potomstwo (już bez interwencji genetyków, w zwykły sposób dla myszy).
Czy to oznacza, że technologie reprodukcyjne są bliskie umożliwienia rodzicom tej samej płci posiadania w stu procentach „swoich” (z biologicznego punktu widzenia) dzieci? Nie spiesz się do wniosków. Chińscy naukowcy wykonali znakomitą pracę, ale nie postawili sobie za cel przejścia z myszy na ludzi. Ponadto, jak zauważa dr Zhang Yi z Harvard Medical School, takie przejście jest „co najmniej dziesięć razy trudniejsze”.
Ten pogląd podziela wielu komentatorów ze świata nauki. Zgadzają się, że opracowanie edycji genetycznej dla ludzkich genów zajmie znacznie więcej czasu, aw krótkim okresie nie wygląda realnie. Ze względów etycznych: chociaż myszy urodzone z dwóch matek wyglądają zdrowo, ich genetyczne nieprawidłowości i potomstwo mogą pojawić się znacznie później. W przypadku ludzi naukowcy po prostu nie mogą sobie pozwolić na takie ryzyko. „W takich sprawach kwestia bezpieczeństwa jest dla mnie ważna” - mówi prawniczka Sonya Souter, profesor bioetyki na George Washington University.
„Stworzenie w ten sposób ludzkiego dziecka wygląda na niewyobrażalne zadanie”, mówi Christophe Galische, naukowiec z Francis Crick Institute w Londynie, zauważając jednocześnie, że „autorzy [badań] zrobili niezwykle ważny krok w badaniu, dlaczego ssaki mogą rozmnażać się tylko seksualnie”. .
zdjęcia: Africa Studio - stock.adobe.com