Myszy tej samej płci dają życie zdrowym potomkom

Naukowcy z Chin po raz kolejny zaskoczyli cały świat naukowy. Tym razem przesunęli granice nauk o rozrodczości - dzięki przeprowadzonym eksperymentom na świat przyszły zdrowe myszy pochodzące z dwóch matek. Urodziły się również myszy z dwóch ojców, jednak przeżyły tylko kilka dni. Jeszcze daleka droga do wykorzystania badań u ludzi, niemniej odkrycia pokazują, że bariery biologiczne reprodukcji tej samej płci można technicznie przezwyciężyć.

Rozmnażanie w obrębie jednej płci jest charakterystyczne dla kręgowców takich jak gady, ryby czy płazy, ale nie dla ssaków. Dotychczasowe badania mechanizmów reprodukcji sugerowały, że rozwój myszy wymaga zarówno matczynego, jak i ojcowskiego DNA, o czym świadczyła obecność dwóch rodzicielskich chromosomów. Różnice między genomami rodzicielskimi, w tym tak zwany imprinting genomowy (rodzicielskie piętno genomowe, naznaczenie), leżą u podstaw barier reprodukcyjnych u ssaków i sprzyjają korzystnej wymianie informacji genetycznej. 

Imprinting genomowy polega na różnym stopniu metylacji genów i histonów w komórkach jajowych i plemnikowych. Zjawisko to dotyczy 100 lub więcej genów, dla których tylko kopia pochodząca od matki lub ojca jest zawsze aktywna. W genomie potomstwa, wszystkie matczyne i ojcowskie geny są pomieszane, zaś imprinting genomowy pozwala na dowiązanie do części genów informacji z którego rodzica pochodzi. 

Naukowcy od dawna badają możliwe sposoby reprodukcji ssaków z wykorzystaniem imprintingu genomowego. W swoich eksperymentach wykorzystują haploidalne zarodkowe komórki macierzyste (haESC), które dotychczas zostały pomyślnie utworzone u myszy, szczurów, małp i ludzi. Są one doskonałym narzędziem do genetycznych badań przesiewowych i reprodukcji zwierzęcej. W najnowszych badaniach chińskich naukowców również wykorzystano komórki haESC. Eksperyment polegał na modyfikacji fragmentów genów oznaczonych przez imprinting genomowy - za pomocą metody CRISPR/Cas naukowcy tak zmieniali informację genetyczną, aby uzyskać geny pochodzenia matczynego oznaczone imprintingiem ojcowskim i odwrotnie. Tak zmodyfikowane komórki macierzyste były wstrzykiwane do blastocyst i stymulowane do rozwoju zarodka. W ten sposób udało się wyprodukować 210 żywych embrionów, z których na świat przyszło 29 żywych myszy. 

Naukowcy włączali i wyłączali aktywności różnych genów naznaczonych mechanizmem imprintingu, dzięki czemu zaobserwowali, iż niektóre wzory genomu żeńskiego jak i męskiego są konieczne do powstania zdrowych, żywych myszy. Niektóre modyfikacje powodowały deformację łożysk lub całkowity brak rozwoju komórkowego. Ogromnym sukcesem było odkrycie 3 genów, których modyfikacja pozwoliła na powstanie zdrowych zarodków, a w konsekwencji dorosłych, zdrowych osobników myszy pochodzących z dwóch matek i posiadających własne potomstwo.

Publikacje źródłowe:
Oryginalna publikacja