Даследаванне паказала, што ўпершыню здаровае нашчадства мышы, народжанае ад бацькоў аднаго полу - у дадзеным выпадку маці.
,en біялагічны аспект чаму млекакормячых Неабходнасць двух процілеглых полаў для размнажэння вельмі доўга інтрыгавала даследчыкаў. Навукоўцы спрабуюць зразумець, што насамрэч перашкаджае двум маці ці двум бацькам выносіць нашчадства. Арганізмы, акрамя млекакормячых, такія як рэптыліі, рыбы і амфібіі, вырабляюць нашчадства без партнёра. Жывёлы маюць тры розных рэжыму ўзнаўленне (бясполыя, аднаполыя і палавыя), але млекакормячыя, уключаючы чалавека, могуць падвяргацца палавога размнажэння толькі пры ўдзеле двух бацькоў супрацьлеглага полу.
Нават з глыбокім разуменнем апладнення і прагрэсам у галіне медыцынскіх тэхналогій у апошнія дзесяцігоддзі, было неймаверна атрымаць нашчадства млекакормячых ад двух бацькоў аднаго полу. Зразумела, што генетычны матэрыял (ДНК) неабходны ад абодвух бацькоў (мужчын і жанчын) для развіцця, таму што ДНК маці і ДНК бацькі ў асноўным канкуруюць адзін з адным за месца ў нашчадках. І існуе геномны бар'ер імпринтинга, г.зн. пэўны матчына або бацькоўскія гены імпрынтуюць (маркіруюць або маркіруюць у залежнасці ад таго, ад каго яны паходзяць), а затым выключаюцца на розных фазах эмбрыянальнага развіцця. Гэты бар'ер трэба пераадолець. Розныя гены закладзены ў генетычным матэрыяле маці і ў генетычным матэрыяле бацькі, таму нашчадкам млекакормячых неабходны генетычны матэрыял абодвух полаў, каб актывавацца ўсе неабходныя гены. Такім чынам, абодва генетычных матэрыялу маюць вырашальнае значэнне, таму што нашчадства, якое не атрымлівае генетычны матэрыял ні ад бацькі, ні ад маці, будзе мець анамаліі развіцця і можа быць недастаткова жыццяздольным, каб нарадзіцца. Проста таму немагчыма мець бацькоў аднаго полу.
Нашчадства ад дзвюх самак
У даследаванні, апублікаваным у Клеткі ствалавых клетак, навукоўцы з Кітайскай акадэміі навук упершыню атрымалі 29 жывых і здаровых нашчадкаў мышэй ад аднаполых бацькоў, тут дзве біялагічныя маці. Гэтыя немаўляты сталі дарослымі і таксама змаглі мець уласнае нармальнае нашчадства. Навукоўцы дасягнулі гэтага з дапамогай ствалавых клетак і мэтанакіраванай маніпуляцыі/рэдагавання генаў, што сведчыць аб тым, што некаторыя бар'еры можна паспяхова пераадолець. Для стварэння двухмаціных мышэй (мышэй з двума маці) яны выкарыстоўвалі клеткі, званыя гаплоіднымі эмбрыянальнымі ствалавымі клеткамі (ESCs), якія змяшчаюць толькі палову колькасці храмасом і ДНК толькі аднаго з бацькоў (тут самкі мышы). Гэтыя клеткі апісваюцца як падобныя на клеткі, якія з'яўляюцца папярэднікамі яйкаклетак і народкаў, і былі названыя асноўнай прычынай гэтага прарыўнага даследавання. Даследчыкі выдалілі з гэтых гаплоідных ЭСК, якія ўтрымлівалі ДНК маці, тры генетычныя вобласці імпринтинга, і гэтыя клеткі затым былі ўведзены ў яйкі, узятыя ад іншай самкі мышы, якая вырабляла 210 эмбрыёнаў, якія ўтварылі 29 жывых нашчадкаў мышэй.
Навукоўцы таксама спрабавалі зрабіць двухбацькоўскіх мышэй (мышэй з двума бацькамі), але выкарыстанне ДНК мужчыны было больш складаным, бо ўключала мадыфікацыю гаплоідных ЭСК, якія змяшчаюць ДНК бацькоў мужчынскага полу, і патрабавала выдалення сямі абласцей генетычнага імпрынгу. Гэтыя клеткі былі ўведзены разам са спермай іншага самца мышы ў жаночую яйкаклетку, з якой было выдаленае ядро, якое змяшчае генетычны матэрыял самкі. Створаныя цяпер эмбрыёны мелі толькі ДНК мужчынскага полу, якія пераносіліся ўздоўж плацэнтарнага матэрыялу сурагатным маці, якія выношвалі іх да поўнага тэрміну. Аднак гэта не спрацавала для 12 доношенных мышэй (2.5 працэнта ад агульнай колькасці), якія нарадзіліся ад двух бацькоў, паколькі яны выжылі толькі 48 гадзін.
Гэта важнае даследаванне, у якім біялагічныя бар'еры размнажэння ад аднаполых млекакормячых, здаецца, былі пераадолены пасля аналізу генетычных фактараў, якія перашкаджаюць размнажэнню аднаго полу. Выяўленыя генетычныя перашкоды з'яўляюцца аднымі з найбольш важных участкаў ДНК, якія перашкаджаюць развіццю мышэй з бацькамі аднаго полу. Вядома, гэта першае даследаванне па вытворчасці здаровых мышэй з бацькамі аднаго полу, якія супастаўныя са звычайнымі мышамі.
Ці можна гэта зрабіць у людзей?
Эксперты кажуць, што такія шырокія генетычныя маніпуляцыі могуць быць невыканальныя для большасці млекакормячых, асабліва людзей. Па-першае, ідэнтыфікаваць гены, якімі трэба будзе маніпуляваць, няпроста, паколькі «аддрукаваныя гены» ўнікальныя для кожнага віду. Існуе высокая рызыка ўзнікнення сур'ёзных адхіленняў, і ёсць шматлікія праблемы бяспекі. Гэта доўгі шлях, нагружаны непраўдападобнасцю, што нешта падобнае можа быць прайграна ў людзей. І калі не браць у бок тэхналагічныя перашкоды, гэта пастаянная дыскусія аб этычных і практычных пытаннях, звязаных з працэдурай. Тым не менш, гэта даследаванне з'яўляецца цікавай вяхой і можа быць выкарыстана для ўмацавання нашага разумення апладнення і эмбрыянальнага развіцця. Гэта можа дапамагчы лепш зразумець бясплоддзе і паходжанне прыроджаных захворванняў. Даследаванне таксама можа быць шырока выкарыстана ў даследаванні жывёл прыклад кланавання ў будучыні.
***
{Вы можаце прачытаць арыгінальную даследчую працу, націснуўшы на спасылку DOI, прыведзены ніжэй у спісе цытуемых крыніц}
Крыніца (я)
Чжы-Кун Л і інш. 2018. Пакаленне двухматэрыяльных і двухбацькоўскіх мышэй з гипометилированных гаплоідных ESCs з выдаленнямі вобласці імпрынты. Клеткі ствалавых клетак. https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.09.004
***
