موشهای نر بالغ که دو پدر دارند و همچنان فرزندان خود را ادامه می دهند
یانچانگ وی
برای اولین بار ، موش های دو پدر همچنان فرزندان خود را داشتند – یک گام مهم در جهت مجوز برای اجازه دادن به دو مرد به فرزندانی که هر دو از نظر ژنتیکی با آنها مرتبط هستند ، نشان می دهد. با این حال ، هنوز راه طولانی وجود دارد قبل از آنکه بتواند در بین مردم وسوسه شود.
یانچانگ وی در دانشگاه شانگهای جیائو تانگ در چین ، با گرد هم آوردن دو اسپرم در تخم مرغ که هسته آن برداشته شده بود ، به این شاهکار دست یافت. سپس این تیم از روشی به نام Epigenome Edition برای برنامه ریزی مجدد هفت سایت در DNA اسپرم استفاده کرد که برای توسعه جنین لازم بود.
از 259 مورد از این جنین ها که به موش های زن منتقل شده اند ، فقط دو فرزند – این دو مرد – در بزرگسالی زنده مانده و بزرگ شدند و این باعث می شود میزان موفقیت بسیار پایین باشد. این دو سپس فرزندان خود را – که از نظر اندازه ، وزن و ظاهر طبیعی به نظر می رسید – پس از جفت گیری با زنان ایجاد کردند.
ایجاد موش با دو پدر ثابت شده است که بسیار دشوارتر از ایجاد موش با دو مادر است. تولد اولین موش حاصلخیز با دو مادر ، کاگویا ، در سال 2004 گزارش شد.
کاگویا باید از نظر ژنتیکی اصلاح شود ، اما در سال 2022 ، وی و همکارانش توانستند با استفاده از نسخه اپی ژنوم ، موش های پدر مشابهی ایجاد کنند که این امر توالی DNA را تغییر نمی دهد. از همین روش برای ساخت موش بدون مادر استفاده شد.
دلیل این که این یک شاهکار مهم برای ایجاد پستانداران با دو پدر یا دو مادر است ، ناشی از پدیده ای به نام اثر است که با این واقعیت مرتبط است که بیشتر حیوانات دارای دو کروموزوم هستند ، یکی به ارث رسیده از مادر و یکی از پدر.
در حین تشکیل تخم مرغ و اسپرم ، برچسب های شیمیایی به این کروموزوم ها اضافه می شوند که ژن های خاصی را فعال می کنند و برخی دیگر غیرفعال هستند. این تغییرات “اپی ژنتیک” نامیده می شوند زیرا آنها توالی DNA زیرین را تغییر نمی دهند ، اما برچسب ها همیشه هنگام تقسیم سلول ها می توانند منتقل شوند ، به این معنی که اثرات آنها می تواند یک عمر دوام داشته باشد.
مهمتر از همه ، برنامه نویسی اپی ژنتیک در مادران با پدران متفاوت است ، با ژنهای خاصی که به عنوان “در” در اسپرم که دارای برچسب “خاموش” در تخم ها هستند ، برچسب گذاری شده اند و بالعکس.
این بدان معنی است که اگر یک تخم مرغ دو مجموعه کروموزوم مادر یا دو مجموعه Panerteaux داشته باشد ، نمی تواند به طور عادی توسعه یابد. ژنی که باید در یک کروموزوم جفت فعال باشد ، می تواند در هر دو غیرفعال شود ، یا هر دو نسخه از یک ژن می تواند در صورت وجود فقط یک نفر فعال باشد و باعث “مصرف بیش از حد” این ژن شود.
در مورد کاگویا ، محققان با از بین بردن بخشی از یک ژن برای انجام فعالیت ژنتیکی جهانی ، این کار را انجام دادند. اما ایجاد موش با دو پدر نیاز به تغییرات بسیاری دارد.
در اوایل سال جاری ، یک تیم جداگانه در چین پس از انجام 20 اصلاح ژنتیکی برای عادی سازی فعالیت ژن خود ، برخی از موش ها را با دو پدر به دست آوردند تا در بزرگسالی رشد کنند ، اما این موش ها کاملاً سالم یا حاصلخیز نبودند.
اگرچه تصحیح فعالیت ژن از طریق اصلاح ژنتیکی برای مطالعه چاپ در حیوانات آزمایشگاهی مفید است ، اما در افراد غیرقابل قبول خواهد بود ، به خصوص به دلیل اینکه اثرات تغییرات ژنتیکی کاملاً درک نشده است.
وی و تیمش برای رویکرد اپی ژنتیکی خود از اشکال اصلاح شده پروتئین های CRISPR استفاده کردند که عموماً برای ژن ها استفاده می شوند. مانند پروتئین های استاندارد CRISPR ، می توان آنها را برای جستجوی سایت های خاص روی ژنوم انجام داد. اما هنگامی که این توالی ها یافت می شوند ، پروتئین های اصلاح شده به جای اصلاح DNA ، برچسب های اپی ژنتیکی را اضافه یا از بین می برند.
می گوید این مطالعه یک قدم به جلو است هلن اونیل در دانشگاه کالج در لندن. “این تأیید می کند که اثر ژنومی مانع اصلی تولید مثل یکپارچه در پستانداران است و نشان می دهد که می توان بر آن غلبه کرد.”
از آنجا که این به معنای اصلاح ژنتیکی نیست ، از رویکرد ویرایش اپی ژنوم ، در اصل می تواند استفاده شود تا به زوجین مشابه اجازه دهند تا فرزندان ژنتیکی خود را داشته باشند. با این حال ، قبل از اینکه تکنیک برای استفاده در افراد در نظر گرفته شود ، میزان موفقیت باید بسیار بیشتر باشد. “اگرچه این تحقیق در مورد تولید فرزندان والدین مشابه امیدوار کننده است ، اما به دلیل تعداد زیادی از تخم های مورد نیاز ، آن را به انسان ترجمه کنید ، تعداد زیادی از زنان تعویض که زنان به آن نیاز دارند و میزان موفقیت پایین” کریستوف گالیچ مرکز Wellcome Au Sainsbury در انگلستان.
دلایل مختلفی وجود دارد که میزان موفقیت آن بسیار پایین بوده است. برای شروع ، ترکیب دو اسپرم به این معنی است که یک چهارم جنین ها دو کروموزوم داشتند و دور از دسترس نبودند. علاوه بر این ، نسخه اپی ژنوم فقط در بخش کمی از جنین ها در هفت سایت کار می کرد ، و می توانست در موارد خاص اثرات هدف داشته باشد.
احتمالاً با اصلاح بیش از هفت سایت ، میزان موفقیت و سلامت حیوانات می تواند بهبود یابد ، اما احتمالاً این ترجمه برای استفاده از آن در افراد ترجمه نمی شود زیرا سایت هایی که باید اصلاح شوند احتمالاً با ماوس متفاوت هستند.
اگر نوزادان انسانی با دو پدر به این روش ایجاد شوند ، از نظر فنی به سه والدین نوزاد خواهند بود زیرا میتوکندری سلولهای آنها ، که حاوی مقدار کمی DNA هستند ، از اهدا کننده تخم مرغ می آید.
در سال 2023 ، تیمی در ژاپن از تولد توله سگ های موش با دو پدر با استفاده از تکنیک سوم که شامل تبدیل سلول های بنیادی از تخم ها است ، خبر داد. با این حال ، مشخص نیست که توله سگ ها از بزرگسالی جان سالم به در بردند ، و تاکنون ، هیچ کس نتوانسته است سلولهای بنیادی انسان را به تخم ها تبدیل کند.
سوژه ها:
منبع: https://www.newscientist.com/article/2485396-mice-with-two-fathers-have-their-own-offspring-for-the-first-time/?utm_campaign=RSS%7CNSNS&utm_source=NSNS&utm_medium=RSS&utm_content=home
