Dodano: 12 październik 2018r.

Naukowcy rozmnożyli myszy korzystając z materiału genetycznego dwóch samic

Naukowcom Chińskiej Akademii Nauk w Pekinie udało się rozmnożyć myszy wykorzystując wyłącznie materiał genetyczny dwóch samic. Tak powstałe myszy osiągnęły wiek dorosły i same miały potomstwo.

Mysz z młodymi

 

Poprzez zastosowanie techniki edycji genów CRISPR-Cas9 w embrionalnych komórkach macierzystych pobranych od samic myszy, chińscy naukowcy z powodzeniem uzyskali potomstwo tych małych ssaków bez potrzeby zapładniania jaj przez samca. Myszy te nie tylko osiągnęły wiek dorosły, ale także same miały potomstwo.

W doświadczeniach badacze stworzyli także małe myszy używając połączonego materiału genetycznego od dwóch samców, jednak te żyły tylko przez kilka dni. Metoda zastosowana przez zespół naukowców została opisana w badaniu opublikowanym na łamach „Cell Stem Cell”.

 

Niektóre gatunki zwierząt – ptaków, owadów, ryb czy jaszczurek, mogą rozmnażać się z udziałem tylko jednej płci. Taka reprodukcja w świecie zwierząt jest powszechna, ale nie u ssaków. Ssaki potrzebują osobników o odmiennej płci, aby stworzyć następne pokolenie.

Chiński zespół naukowców dokładnie przyglądną się całemu procesowi genetycznemu zachodzącemu w momencie poczęcia ssaka, który wymaga genów obu płci. Badacze skupili się na zjawisku znanym jako imprinting genomowy lub rodzicielskie piętno genomowe.

To coś na kształt genetycznych odcisków, małych chemicznych znaczników, które powodują ekspresję genów w sposób specyficzny dla ich pochodzenia rodzicielskiego. W procesie tym specyficzne oznakowania pochodzące od matki lub od ojca wyłączają określone geny. Dotychczas znaleziono ponad 100 takich genów, z których wiele wpływa na wzrost zarodka.

Wiele takich genów oznaczonych w jednej płci pozostaje nieoznaczonych w płci przeciwnej. Potomstwo, które nie otrzymuje materiału genetycznego zarówno od matki, jak i od ojca, może doświadczać nieprawidłowości rozwojowych i może nie być zdolne do życia. Chyba że zastosuje się edycje genów.

Próbując pokonać tę barierę autor badania Qi Zhou, wraz ze swoim zespołem, użył wyhodowanych w laboratorium embrionalnych komórek macierzystych i edytował określone geny za pomocą techniki CRISPR-Cas9. Badacze pracowali na tzw. haploidalnych embrionalnych komórkach macierzystych, które mają tylko jeden zestaw chromosomów.

W procesie prób i błędów oraz na podstawie wyników z poprzednich badań naukowcy ustalili te obszary genetyczne, które nie wpływały na proces produkcji zdrowego zarodka. Po usunięciu trzech regionów genetycznych obarczonych rodzicielskim piętnem, badacze połączyli tak spreparowaną komórkę macierzystą od samicy myszy z jajem pobranym od innej samicy, aby stworzyć młode myszy pochodzące od dwóch matek.

W ten sposób powstało 210 zarodków, a naukowcom udało się powołać do życia 29 zdrowych myszy, z których 7 później miało własne potomstwo. Próby ze stworzeniem młodych myszy z materiałem pochodzących od dwóch samców nie były już tak udane. Badacze usunęli 7 regionów genetycznych obarczonych rodzicielskim piętnem i powstało 12 młodych. Jednak myszy te żyły tylko dwa dni, po czym pojawiały się problemy i młode zdychały.

- Nasze badania ujawniły niektóre z najważniejszych regionów genetycznych, które uniemożliwiają rozmnażanie się ssaków bez dwóch osobników płci przeciwnej – powiedział Zhou. – Pokazaliśmy również nowy i prosty sposób wytwarzania potomstwa między ssakami tej samej płci - dodał.

Wraz z publikacją badań pojawiły się komentarze o możliwości zastosowania tej techniki u ludzi, jednak niezależni eksperci są sceptyczni co do tego i wskazują na istotne kwestie etyczne dotyczące bezpieczeństwa. Naukowcy, którzy nie byli zaangażowani w badania podkreślają, że autorzy badań mieli tylko 14 proc. skuteczności pracując na materiale dwóch samic i 2,5 proc. skuteczność z materiałem dwóch samców. Do tego nie ma informacji dotyczących na przykład tego, jak tak powstałe myszy są podatne na choroby. Do tego trzeba dalszych badań.

- Nie sądzę, by te badania doprowadziły do możliwości posiadania genetycznie dwóch matek lub dwóch ojców, jako rutyny – powiedział Allan Spradling z Carnegie Institution for Science w Baltimore. - Nie rozumiemy tego wystarczająco dobrze i cały ten proces może być zbyt ryzykowny, by zaszedł tak daleko – dodał.

 

Źródło: Science Alert, Nature, fot. Leyun Wan