Studija je po prvi put pokazala zdravo mišje potomstvo rođeno od roditelja istog spola – u ovom slučaju majke.
Korištenje električnih romobila ističe biološki aspekt zašto sisavci potreba dva suprotna spola za razmnožavanje već je dugo intrigirala istraživače. Znanstvenici pokušavaju shvatiti što zapravo sprječava dvije majke ili dva oca da rode potomstvo. Organizmi osim sisavaca, poput gmazova, riba i vodozemaca, daju potomstvo bez partnera. Životinje imaju tri različita načina reprodukcija (aseksualni, uniseksualni i seksualni), ali sisavci, uključujući ljude, mogu se podvrgnuti spolnom razmnožavanju samo kada su uključena dva roditelja suprotnog spola.
Čak i uz dubinsko razumijevanje oplodnje i napretka medicinske tehnologije posljednjih desetljeća, bilo je nezamislivo proizvesti potomstvo sisavaca od dva roditelja istog spola. Podrazumijeva se da genetski materijal (DNA) potreban je od oba roditelja (muškog i ženskog) za razvoj jer se DNK majke i DNK oca u osnovi međusobno natječu za mjesto u potomstvu. I postoji genomska barijera otiskivanja tj. izvjesna majčinska ili očevi geni su utisnuti (markirani ili označeni na temelju toga od koga potječu) i zatim isključeni tijekom različitih faza embrionalnog razvoja. Ovu barijeru treba prevladati. U majčinom genetskom materijalu i u očevom genetskom materijalu utisnuti su različiti geni, pa je potomku sisavca potreban genetski materijal oba spola kako bi se aktivirali svi potrebni geni. Oba genetska materijala su stoga presudna jer će potomstvo koje ne dobije genetski materijal ni od oca ni od majke imati razvojne abnormalnosti i možda neće biti dovoljno održivo da se rodi. To je jednostavno razlog zašto je nemoguće imati roditelje istog spola.
Potomstvo od dvije ženke
U studiji objavljenoj u Matična stanica stanice, znanstvenici Kineske akademije znanosti prvi su put proizveli 29 živih i zdravih miševa potomaka od istospolnih roditelja, ovdje dvije biološke majke. Ova su dojenčad postala odrasla i mogla su imati svoje vlastito normalno potomstvo. Znanstvenici su to postigli korištenjem matičnih stanica i ciljanom manipulacijom/uređivanjem gena što sugerira da se neke barijere mogu uspješno prevladati. Za stvaranje miševa s dvije majke (miševi s dvije majke), koristili su stanice zvane haploidne embrionalne matične stanice (ESC) koje sadrže samo polovicu broja kromosoma i DNK samo od jednog roditelja (ovdje ženka miša). Ove stanice su opisane kao slične stanicama koje su preteča jajnih stanica i spermija i istaknute su kao glavni razlog za ovu revolucionarnu studiju. Istraživači su izbrisali tri područja genetskog utiskivanja iz ovih haploidnih ESC-a koji su sadržavali majčinu DNK i te su stanice zatim ubrizgane u jajašca uzeta od druge ženke miša dajući 210 embrija koji su potom formirali 29 živih potomaka miševa.
Znanstvenici su također pokušali napraviti miševe s dva oca (miševi s dva oca), ali korištenje muške DNK bilo je izazovnije jer je uključivalo modificiranje haploidnih ESC-a koji sadrže DNK muškog roditelja i zahtijevalo je brisanje sedam genetskih područja utiskivanja. Ove stanice su ubrizgane zajedno sa spermom drugog mužjaka miša u ženku jajnu stanicu iz koje je uklonjena jezgra koja sadrži ženski genetski materijal. Sada stvoreni embriji su imali samo DNK od mužjaka, a prenijeli su se uz placentni materijal do surogat majki koje su ih nosile do punog termina. Međutim, nije dobro funkcioniralo za 12 donošenih miševa (2.5 posto od ukupnog broja) koji su rođeni od dva oca jer su preživjeli samo 48 sati.
Ovo je ključna studija u kojoj se čini da su biološke barijere reprodukcije kod istospolnih sisavaca prevladane nakon što su analizirani genetski čimbenici koji sprječavaju razmnožavanje istog spola. Otkrivene genetske prepreke neke su od najvažnijih DNK regija koje ometaju razvoj miševa s roditeljima istog spola. Naravno, izazovno, ovo je prva studija koja je proizvela zdravo potomstvo miševa s roditeljima istog spola koji su usporedivi s običnim miševima.
Može li se to učiniti kod ljudi?
Stručnjaci kažu da takva opsežna genetska manipulacija možda nije izvediva kod većine sisavaca, posebice ljudi. Prvo, identificiranje gena kojima će se morati manipulirati je teško jer su 'utisnuti geni' jedinstveni za svaku vrstu. Postoji visok rizik od nastanka teških abnormalnosti i brojni su sigurnosni problemi. Ovo je dug put opterećen nevjerojatnošću da bi se tako nešto moglo replicirati kod ljudi. A tehnološke prepreke na stranu, to je stalna rasprava o etičkim i praktičnim pitanjima koja su uključena u postupak. Ipak, ova studija je zanimljiva prekretnica i može se koristiti za jačanje našeg razumijevanja oplodnje i embrionalnog razvoja. To bi moglo pomoći u boljem razumijevanju neplodnosti i porijekla prirođenih bolesti. Studija se također može opsežno koristiti u kloniranju primjera istraživanja životinja u budućnosti.
***
{Izvorni istraživački rad možete pročitati klikom na vezu DOI koja se nalazi u nastavku na popisu citiranih izvora}
Izvor (i)
Zhi-Kun L i sur. 2018. Generacija bimaternalnih i bipaternalnih miševa iz hipometiliranih haploidnih ESC-a s brisanjem područja otiska. Matična stanica stanice. https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.09.004
***
