Studien viser for første gang sunne museavkom født fra foreldre av samme kjønn – i dette tilfellet mødre.
De biologisk aspekt av hvorfor pattedyr trenger to motsatte kjønn for å formere seg har fascinert forskere veldig lenge. Forskere prøver å forstå hva som virkelig hindrer to mødre eller to fedre i å få et avkom. Andre organismer enn pattedyr, som krypdyr, fisk og amfibier, produserer et avkom uten partner. Dyr har tre forskjellige moduser reproduksjon (aseksuell, enkjønnet og seksuell), men pattedyr inkludert mennesker kan bare gjennomgå seksuell reproduksjon der to foreldre av motsatt kjønn er involvert.
Selv med inngående forståelse av befruktning og fremskritt innen medisinsk teknologi de siste tiårene, har det vært utenkelig å produsere et pattedyravkom fra to foreldre av samme kjønn. Det er forstått at genetisk materiale (DNA) er nødvendig fra begge foreldrene (hann og kvinne) for utvikling fordi en mors DNA og fars DNA i utgangspunktet konkurrerer med hverandre om en plass i avkommet. Og det er en genomisk imprinting-barriere, dvs. sikker mors eller faderlige gener er innprentet (merket eller merket basert på hvem de kommer fra) og deretter slått av under forskjellige faser av embryonal utvikling. Denne barrieren må overvinnes. Ulike gener er innprentet i mors arvemateriale og i fars genetiske materiale, så et avkom av et pattedyr trenger genetisk materiale fra begge kjønn for at alle nødvendige gener skal aktiveres. Begge genetiske materialene er derfor avgjørende fordi et avkom som ikke får genetisk materiale fra verken far eller mor vil ha utviklingsavvik og kanskje ikke være levedyktig nok til å bli født. Dette er rett og slett grunnen til at det er umulig å ha foreldre av samme kjønn.
Avkom fra to hunner
I en studie publisert i Cellstamcelle, har forskere ved Chinese Academy of Sciences for første gang produsert 29 levende og friske musavkom fra foreldre av samme kjønn, her to biologiske mødre. Disse spedbarna fortsatte med å bli voksne og kunne også få sine egne normale avkom. Forskere oppnådde dette ved å bruke stamceller og målrettet manipulering/redigering av gener som antyder at noen barrierer kan overvinnes. For å lage bi-maternale mus (mus med to mødre), brukte de celler kalt haploide embryonale stamceller (ESCs) som bare inneholdt halvparten av antallet kromosomer og DNA bare fra en forelder (her hunnmus). Disse cellene er beskrevet å ligne celler som er forløper til egg og sædceller og har blitt pekt på som hovedårsaken til denne gjennombruddsstudien. Forskere slettet tre genetiske pregregioner fra disse haploide ESC-ene som inneholdt mors DNA, og disse cellene ble deretter injisert i egg tatt fra en annen hunnmus som produserte 210 embryoer som deretter dannet 29 levende musavkom.
Forskere prøvde også å lage bi-paternale mus (mus med to fedre), men å bruke et hann-DNA var mer utfordrende da det innebar å modifisere haploide ESC-er som inneholdt mannlige foreldres DNA og krevde sletting av syv genetiske pregregioner. Disse cellene ble injisert sammen med sædceller fra en annen mannlig mus inn i en kvinnelig eggcelle hvor kjernen som inneholder kvinnelig genetisk materiale ble fjernet. Embryoene som ble opprettet nå hadde bare DNA fra hanner som ble overført langs placentamaterialet til surrogatmødre som bar dem til full termin. Det fungerte imidlertid ikke bra for de 12 fullbårne musene (2.5 prosent av totalt) som ble født fra to fedre, da de bare overlevde i 48 timer.
Dette er en avgjørende studie der biologiske barrierer for reproduksjon fra likekjønnede pattedyr ser ut til å ha blitt overvunnet etter at genetiske faktorer som hindrer reproduksjon av samme kjønn ble analysert. De genetiske veisperringene som avsløres er noen av de viktigste DNA-regionene som hindrer utviklingen av mus med foreldre av samme kjønn. Utfordrende selvfølgelig, dette er den første studien som produserer sunne musavkom med foreldre av samme kjønn som kan sammenlignes med vanlige mus.
Kan dette gjøres hos mennesker?
Eksperter sier at så omfattende genetisk manipulasjon kanskje ikke er mulig å gjøre hos de fleste pattedyr, spesielt mennesker. For det første er det vanskelig å identifisere genene som må manipuleres ettersom "påtrykte gener" er unike for hver art. Det er en høy risiko for at alvorlige abnormiteter oppstår, og det er mange sikkerhetsproblemer involvert. Dette er en lang vei lastet med usannsynlighet for at noe slikt kan replikeres hos mennesker. Og bortsett fra teknologiske hindringer, er det en pågående debatt om etiske og praktiske spørsmål involvert i prosedyren. Likevel er denne studien en interessant milepæl og kan brukes til å styrke vår forståelse av befruktning og embryonal utvikling. Det kan hjelpe til med å forstå infertilitet og opprinnelsen til medfødte sykdommer bedre. Studien kan også brukes mye i dyreforskningseksempel kloning i fremtiden.
***
{Du kan lese den originale forskningsoppgaven ved å klikke på DOI-lenken nedenfor i listen over siterte kilder}
Source (s)
Zhi-Kun L et al. 2018. Generering av bimaternale og bipaternale mus fra hypometylerte haploide ESC-er med avtrykkende regionslettinger. Cellstamcelle. https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.09.004
***
