Μελέτη δείχνει για πρώτη φορά υγιείς απογόνους ποντικών που γεννήθηκαν από γονείς του ίδιου φύλου – στην προκειμένη περίπτωση μητέρες.
Η βιολογικός πτυχή του γιατί θηλαστικά χρειάζομαι δύο αντίθετα φύλα για να αναπαραχθεί έχει ιντριγκάρει τους ερευνητές για πολύ καιρό. Οι επιστήμονες προσπαθούν να καταλάβουν τι πραγματικά εμποδίζει δύο μητέρες ή δύο πατέρες να γεννήσουν απογόνους. Οι οργανισμοί εκτός από τα θηλαστικά, όπως τα ερπετά, τα ψάρια και τα αμφίβια παράγουν απογόνους χωρίς σύντροφο. Τα ζώα έχουν τρεις διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας αναπαραγωγή (ασεξουαλικό, μονοφυλόφιλο και σεξουαλικό), αλλά τα θηλαστικά, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, μπορούν να υποστούν σεξουαλική αναπαραγωγή μόνο όταν εμπλέκονται δύο γονείς αντίθετου φύλου.
Ακόμη και με την εις βάθος κατανόηση της γονιμοποίησης και της προόδου της ιατρικής τεχνολογίας τις τελευταίες δεκαετίες, ήταν αδιανόητο να δημιουργηθεί ένας απόγονος θηλαστικού από δύο γονείς του ίδιου φύλου. Εννοείται ότι γενετικό υλικό (DNA) απαιτείται και από τους δύο γονείς (αρσενικό και θηλυκό) για την ανάπτυξη επειδή το DNA της μητέρας και το DNA του πατέρα ουσιαστικά ανταγωνίζονται μεταξύ τους για μια θέση στους απογόνους. Και υπάρχει ένα γονιδιωματικό φραγμό αποτύπωσης, δηλαδή βέβαιο μητρικός ή τα πατρικά γονίδια αποτυπώνονται (με επωνυμία ή ετικέτα με βάση το ποιος έχουν προέλθει) και στη συνέχεια απενεργοποιούνται κατά τη διάρκεια διαφορετικών φάσεων της εμβρυϊκής ανάπτυξης. Αυτό το εμπόδιο πρέπει να ξεπεραστεί. Διαφορετικά γονίδια είναι αποτυπωμένα στο γενετικό υλικό της μητέρας και στο γενετικό υλικό του πατέρα, επομένως ένας απόγονος θηλαστικού χρειάζεται γενετικό υλικό και από τα δύο φύλα προκειμένου να ενεργοποιηθούν όλα τα απαιτούμενα γονίδια. Και τα δύο γενετικά υλικά είναι επομένως ζωτικής σημασίας επειδή ένας απόγονος που δεν λαμβάνει γενετικό υλικό είτε από τον πατέρα είτε από τη μητέρα θα έχει αναπτυξιακές ανωμαλίες και μπορεί να μην είναι αρκετά βιώσιμος για να γεννηθεί. Αυτός είναι απλώς ο λόγος που είναι αδύνατο να έχεις γονείς του ίδιου φύλου.
Γόνος από δύο θηλυκά
Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στην Κυττάρων Βλαστικών Κυττάρων, επιστήμονες της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών παρήγαγαν για πρώτη φορά 29 ζωντανούς και υγιείς απογόνους ποντικών από γονείς του ίδιου φύλου, εδώ δύο βιολογικές μητέρες. Αυτά τα βρέφη συνέχισαν να ενηλικιωθούν και μπόρεσαν να αποκτήσουν και τους δικούς τους κανονικούς απογόνους. Οι επιστήμονες το πέτυχαν χρησιμοποιώντας βλαστοκύτταρα και στοχευμένο χειρισμό/επεξεργασία γονιδίων που υποδηλώνει ότι ορισμένα εμπόδια μπορούν να ξεπεραστούν με επιτυχία. Για να δημιουργήσουν διμητρικά ποντίκια (ποντίκια με δύο μητέρες), χρησιμοποίησαν κύτταρα που ονομάζονται απλοειδή εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα (ESCs) που περιέχουν μόνο το μισό αριθμό χρωμοσωμάτων και DNA μόνο από έναν γονέα (εδώ θηλυκό ποντίκι). Αυτά τα κύτταρα περιγράφονται ότι είναι παρόμοια με κύτταρα που είναι πρόδρομα των ωαρίων και του σπέρματος και έχουν επισημανθεί ως ο κύριος λόγος για αυτήν την πρωτοποριακή μελέτη. Οι ερευνητές διέγραψαν τρεις περιοχές γενετικής αποτύπωσης από αυτά τα απλοειδή ESCs που περιείχαν το DNA της μητέρας και αυτά τα κύτταρα στη συνέχεια εγχύθηκαν σε ωάρια που ελήφθησαν από άλλο θηλυκό ποντίκι που παρήγαγε 210 έμβρυα τα οποία στη συνέχεια σχημάτισαν 29 ζωντανούς απογόνους ποντικών.
Οι επιστήμονες προσπάθησαν επίσης να φτιάξουν ποντίκια με δύο πατέρες (ποντίκια με δύο πατέρες), αλλά η χρήση αρσενικού DNA ήταν πιο δύσκολη καθώς περιελάμβανε τροποποίηση απλοειδών ESC που περιείχαν το DNA του αρσενικού γονέα και απαιτούσε διαγραφή επτά περιοχών γενετικής αποτύπωσης. Αυτά τα κύτταρα εγχύθηκαν μαζί με το σπέρμα ενός άλλου αρσενικού ποντικού σε ένα θηλυκό ωάριο του οποίου αφαιρέθηκε ο πυρήνας που περιέχει το θηλυκό γενετικό υλικό. Τα έμβρυα που δημιουργήθηκαν τώρα είχαν μόνο DNA από αρσενικό μεταφέρθηκαν κατά μήκος του υλικού του πλακούντα σε παρένθετες μητέρες που τα έφεραν σε πλήρη γέννηση. Ωστόσο, δεν λειτούργησε καλά για τα 12 τελειόμηνα ποντίκια (2.5 τοις εκατό του συνόλου) που γεννήθηκαν από δύο πατέρες καθώς επιβίωσαν μόνο για 48 ώρες.
Αυτή είναι μια κρίσιμη μελέτη όπου τα βιολογικά εμπόδια αναπαραγωγής από ομόφυλα θηλαστικά φαίνεται να έχουν ξεπεραστεί μετά από ανάλυση γενετικών παραγόντων που εμποδίζουν την αναπαραγωγή του ίδιου φύλου. Τα γενετικά εμπόδια που αποκαλύφθηκαν είναι μερικές από τις πιο σημαντικές περιοχές του DNA που εμποδίζουν την ανάπτυξη ποντικών με γονείς του ίδιου φύλου. Προκλητική φυσικά, αυτή είναι η πρώτη μελέτη που παράγει υγιείς απογόνους ποντικών με γονείς του ίδιου φύλου, οι οποίοι είναι συγκρίσιμοι με τα κανονικά ποντίκια.
Μπορεί να γίνει αυτό σε ανθρώπους;
Οι ειδικοί λένε ότι ένας τέτοιος εκτεταμένος γενετικός χειρισμός μπορεί να μην είναι εφικτός να γίνει στα περισσότερα θηλαστικά, ειδικά στον άνθρωπο. Πρώτον, ο εντοπισμός των γονιδίων που θα πρέπει να χειριστούν είναι δύσκολος καθώς τα «αποτυπωμένα γονίδια» είναι μοναδικά για κάθε είδος. Υπάρχει υψηλός κίνδυνος εμφάνισης σοβαρών ανωμαλιών και εμπλέκονται πολλά ζητήματα ασφάλειας. Αυτό είναι ένα μακρύ μονοπάτι φορτωμένο με απίθανο ότι κάτι τέτοιο θα μπορούσε να αναπαραχθεί στους ανθρώπους. Εκτός από τα τεχνολογικά εμπόδια, είναι μια συνεχής συζήτηση σχετικά με ηθικά και πρακτικά ζητήματα που εμπλέκονται στη διαδικασία. Ωστόσο, αυτή η μελέτη είναι ένα ενδιαφέρον ορόσημο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ενισχύσουμε την κατανόησή μας για τη γονιμοποίηση και την εμβρυϊκή ανάπτυξη. Θα μπορούσε να βοηθήσει στην καλύτερη κατανόηση της υπογονιμότητας και της προέλευσης των συγγενών ασθενειών. Η μελέτη μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί εκτενώς στην κλωνοποίηση παραδειγμάτων έρευνας σε ζώα στο μέλλον.
***
{Μπορείτε να διαβάσετε την αρχική ερευνητική εργασία κάνοντας κλικ στον σύνδεσμο DOI που δίνεται παρακάτω στη λίστα των αναφερόμενων πηγών}
Πηγές)
Zhi-Kun L et al. 2018. Δημιουργία Διμητρικών και Διπατρικών Ποντικών από Υπομεθυλιωμένα Απλοειδή ESCs με Διαγραφές Περιοχής Αποτύπωσης. Κυττάρων Βλαστικών Κυττάρων. https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.09.004
***
