Studie poprvé ukazuje zdravé myší potomky narozené rodičům stejného pohlaví – v tomto případě matkám.
Projekt biologický aspekt proč savců Potřeba dvou opačných pohlaví k zplození intrikovala výzkumníky již velmi dlouho. Vědci se snaží pochopit, co skutečně brání dvěma matkám nebo dvěma otcům přivést na svět potomka. Jiné organismy než savci, jako jsou plazi, ryby a obojživelníci, produkují potomky bez partnera. Zvířata mají tři různé režimy reprodukce (asexuální, unisexuální a sexuální), ale savci včetně lidí mohou podstoupit sexuální reprodukci pouze tam, kde jsou zapojeni dva rodiče opačného pohlaví.
I přes hluboké znalosti o oplodnění a pokroku v lékařské technologii v posledních desetiletích bylo nemyslitelné zplodit savčího potomka ze dvou rodičů stejného pohlaví. Rozumí se, že genetický materiál (DNA) je pro vývoj zapotřebí od obou rodičů (muž i žena), protože DNA matky a DNA otce spolu v podstatě soutěží o místo v potomkovi. A existuje bariéra genomického imprintingu, tj. jistá mateřský nebo otcovské geny jsou otištěny (označeny nebo označeny podle toho, od koho pocházejí) a poté vypnuty během různých fází embryonálního vývoje. Tuto bariéru je třeba překonat. V genetickém materiálu matky a v genetickém materiálu otce jsou otištěny různé geny, takže potomek savce potřebuje genetický materiál od obou pohlaví, aby byly aktivovány všechny požadované geny. Oba genetické materiály jsou tedy klíčové, protože potomek, který nezíská genetický materiál od otce ani matky, bude mít vývojové abnormality a nemusí být dostatečně životaschopný, aby se narodil. To je prostě důvod, proč je nemožné mít rodiče stejného pohlaví.
Potomci ze dvou samic
Ve studii publikované v Buňková kmenová buňkaVědci z Čínské akademie věd poprvé vyprodukovali 29 živých a zdravých myších potomků rodičů stejného pohlaví, zde dvou biologických matek. Z těchto dětí se stali dospělí a mohli mít také své vlastní normální potomky. Vědci toho dosáhli pomocí kmenových buněk a cílenou manipulací/úpravou genů, což naznačuje, že některé bariéry lze úspěšně překonat. K vytvoření bimatečných myší (myši se dvěma matkami) použili buňky zvané haploidní embryonální kmenové buňky (ESC) obsahující pouze poloviční počet chromozomů a DNA pouze od jednoho rodiče (zde myší samice). Tyto buňky jsou popsány jako podobné buňkám, které jsou prekurzory vajíček a spermií, a byly označeny za hlavní důvod této průlomové studie. Výzkumníci odstranili tři oblasti genetického otisku z těchto haploidních ESC, které obsahovaly mateřskou DNA, a tyto buňky byly poté injikovány do vajíček odebraných od jiné samice myši produkující 210 embryí, která pak vytvořila 29 živých myších potomků.
Vědci se také pokusili vyrobit bi-otcovské myši (myši se dvěma otci), ale použití samčí DNA bylo náročnější, protože zahrnovalo modifikaci haploidních ESC obsahujících DNA samčího rodiče a vyžadovalo odstranění sedmi oblastí genetického otisku. Tyto buňky byly injikovány spolu se spermatem jiného samce myši do samičí vaječné buňky, z níž bylo odstraněno jádro obsahující samičí genetický materiál. Embrya vytvořená nyní měla pouze DNA od samce, která byla přenesena podél placentárního materiálu náhradním matkám, které je přenesly do porodu. U 12 donošených myší (2.5 procenta z celkového počtu), které se narodily dvěma otcům, to však nefungovalo dobře, protože přežily pouze 48 hodin.
Toto je klíčová studie, kde se zdá, že biologické bariéry reprodukce ze savců stejného pohlaví byly překonány poté, co byly analyzovány genetické faktory, které brání reprodukci stejného pohlaví. Odhalené genetické překážky jsou některé z nejdůležitějších oblastí DNA, které brání vývoji myší s rodiči stejného pohlaví. Je to samozřejmě náročná studie, která produkovala zdravé potomky myší s rodiči stejného pohlaví, které jsou srovnatelné s běžnými myšmi.
Dá se to udělat u lidí?
Odborníci tvrdí, že tak rozsáhlé genetické manipulace nemusí být proveditelné u většiny savců, zejména u lidí. Za prvé, identifikace genů, které bude třeba zmanipulovat, je ošidná, protože „imprintované geny“ jsou jedinečné pro každý druh. Existuje vysoké riziko vzniku závažných abnormalit a existuje mnoho bezpečnostních problémů. Je to dlouhá cesta zatížená nevěrohodností, že by se něco takového mohlo replikovat u lidí. A technologické překážky stranou, je to pokračující debata o etických a praktických otázkách spojených s postupem. Přesto je tato studie zajímavým milníkem a může být použita k posílení našeho chápání oplodnění a embryonálního vývoje. Mohlo by to pomoci lépe porozumět neplodnosti a původu vrozených chorob. Studie může být také široce využita při klonování příkladů výzkumu zvířat v budoucnu.
***
{Původní výzkumný dokument si můžete přečíst kliknutím na odkaz DOI uvedený níže v seznamu citovaných zdrojů}
Zdroje)
Zhi-Kun L a kol. 2018. Generování bimaternálních a bipaternálních myší z hypomethylovaných haploidních ESC s delecemi oblasti imprintingu. Buňková kmenová buňka. https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.09.004
***
