Chińczycy dokonali przełomu. Wyhodowali zwierzę, które ma dwóch ojców

Mysz od dwóch ojców dożyła dorosłego wieku

W magazynie naukowym „Cell Stem Cell” naukowcy z Chińskiej Akademii Nauk i Uniwersytetu Sun Yat-sena w Kantonie opublikowali swoje dokonania w dziedzinie biotechnologii. Udało im się wyhodować mysz, która nie ma matki, a za to ma dwóch ojców. Mało tego – zwierzęciu udało się dożyć do dorosłości.

Już wcześniej podejmowano takie próby, wszystkie jednak kończyły się stosunkowo szybką śmiercią organizmu. Zwykle zarodki rozwijały się tylko do pewnego momentu, następnie obumierały, ewentualnie, potomstwo pozbawione matki, urodzone przez surogatkę, było niezdolne do życia i wykazywało poważne wady rozwojowe. Zespół pod przewodnictwem biologa molekularnego Zhi-kun Li dokonał zatem czegoś przełomowego.

Nowe perspektywy dla medycyny regeneracyjnej

Co to wszystko oznacza dla nauki? Naukowcy w swojej pracy opierali się na inżynierii komórek macierzystych. Zmodyfikowali 20 różnych genów w zarodkach. Te modyfikacje, nie tylko umożliwiły utrzymanie przy życiu zwierzęcia dwóch ojców, ale także doprowadziły do powstania bardziej stabilnych komórek macierzystych. To wielki krok w medycynie regeneracyjnej. Praca chińskich badaczy może pomóc pokonać wiele ograniczeń na tym polu.

„Unikalne cechy tych genów sprawiają, że stanowią one fundamentalną barierę dla jednopłciowej reprodukcji u ssaków. Nawet w przypadku sztucznej konstrukcji zarodków pochodzących od dwóch matek lub ojców nie rozwijają się one prawidłowo i zatrzymują swój rozwój na pewnym etapie, właśnie z powodu działania tych genów” – powiedział Qi Zhou z CAS.

Dwóch ojców – jak to możliwe?

W 2004 r. naukowcom z Japonii udało się wyhodować myszy, które miały dwie matki, ale nie miały biologicznego ojca. Jednak rozmnażanie bez udziału plemników jest łatwiejsze do osiągnięcia niż rozmnażanie bez udziału komórki jajowej, ponieważ jajo zawiera kluczowe mechanizmy komórkowe, składniki odżywcze i moc indukowania w organizmie każdego typu komórek. Potomstwo bez ojca istnieje w naturze, i jest zasadniczo klonem matki. Taki rodzaj rozmnażania to partenogeneza, a spotykana jest u niektórych ryb, gadów (waran z Komodo), płazów, czy owadów (patyczaki, pszczoły).

Rozmnażanie bez matki jest o wiele trudniejsze. Naukowcy musieli więc najpierw stworzyć komórki jajowe z męskich komórek macierzystych zarodka, a następnie zapłodnić jaja plemnikami innego samca. Wcześniej jednak trzeba było zmodyfikować geny imprintingowe (które są aktywne tylko wtedy, gdy zostały odziedziczone od jednego z rodziców – matki lub ojca – a ich druga kopia jest wyciszona), aby mieć pewność, że u potomstwa wystąpi tylko jedna kopia każdego genu. Dzięki tej nowej technice około 13 procent zarodków dało żywe potomstwo. Jest ono jednak bezpłodne.

„Dalsze modyfikacje genów imprintingowych mogą potencjalnie ułatwić wyhodowanie zdrowych myszy od dwóch ojców, zdolnych do produkcji żywych gamet i doprowadzić do opracowania nowych strategii terapeutycznych w przypadku chorób związanych z imprintingiem” – powiedział Zhi-kun Li.

Etyka i kontrowersje wokół badań nad reprodukcją jednopłciową

Choć osiągnięcie chińskich naukowców stanowi przełom w biotechnologii, budzi również poważne pytania natury etycznej. Manipulowanie genomem w celu umożliwienia reprodukcji jednopłciowej otwiera drogę do dalszych eksperymentów, które mogą wykraczać poza obecne normy bioetyczne. Współczesna nauka staje zatem przed dylematem: gdzie kończy się poszukiwanie nowych metod leczenia, a gdzie zaczyna się niebezpieczna ingerencja w fundamentalne zasady biologii?

Obecnie, zgodnie z wytycznymi etycznymi Międzynarodowego Towarzystwa Badań nad Komórkami Macierzystymi (International Society for Stem Cell Research), edycja genomu dziedzicznego w celach reprodukcyjnych oraz wykorzystanie gamet pochodzących z ludzkich komórek macierzystych do reprodukcji są zakazane, ponieważ uważa się je za niebezpieczne. Wynika to z ryzyka nieprzewidzianych mutacji, potencjalnych wad rozwojowych oraz konsekwencji, które mogłyby przenieść się na przyszłe pokolenia. Wciąż pozostaje otwarte pytanie, czy rozwój technologii w przyszłości doprowadzi do zmiany tych regulacji i gdzie powinny zostać wytyczone granice ingerencji w ludzki genom.

Źródło: sciencealert.com

Zobacz także:

Zespół Post-Covid przedmiotem badań naukowców. Konieczne testy wysiłkowe

AI wykryje cukrzycę 10 lat przed rozwojem choroby. „Ta innowacja może być przełomowa”

Czy komórki w naszym ciele mogą uczyć się i zapamiętywać, tak jak mózg? Naukowcy znają odpowiedź