Oamenii de știință chinezi au creat șoareci cu 2 tătici – și au supraviețuit până la vârsta adultă

Oamenii de știință în China au dezvăluit o nouă metodă pentru creșterea șoarecilor pentru copii cu doi părinți bărbați, iar bebelușii rezultați pot supraviețui până la vârsta adultă.

Nu este prima dată când oamenii de știință au crescut șoareci cu doi tătici; O echipă de cercetare din Japonia a făcut acest lucru în 2023folosind o abordare diferită. În noul studiu, publicat marți (28 ianuarie) în Jurnal Cell Stem Celloamenii de știință nu numai că au crescut șoareci de doi domeni care ar putea trăi până la vârsta adultă, dar au făcut acest lucru într-un mod care ar putea arunca o nouă lumină pe o suită complexă de gene a căror activitate variază în funcție de care părintele le moșteniți. Problemele cu aceste gene, cunoscute sub numele de „genele imprimătoare”, pot provoca un gamă de tulburări la ominclusiv Sindromul Angelman.

„Admir munca – cred că este o abordare importantă”, a spus Keith Lathamprofesor de științe animale și de obstetrică, ginecologie și biologie reproductivă la Universitatea de Stat din Michigan, care nu a fost implicată în cercetare. „Acesta este un alt pas semnificativ înainte în înțelegerea biologiei imprimării”, a spus el pentru Live Science.

Modificând gene „imprimate”

În studiul din 2023, oamenii de știință din Japonia au colectat celule ale pielii de la șoareci masculi adulți și au transformat pielea în celule stem care ar putea fi folosite pentru a crește ouă. Folosind o tehnică inteligentă, echipa s-a asigurat că fiecare dintre aceste celule de ou transportau doi cromozomi X-împerecherea sex-cromozomului se găsește de obicei la femei. Apoi, echipa a fertilizat aceste ouă rezultate cu spermă de la șoareci de sex masculin, generând în cele din urmă un număr mic de urmași ale căror gene au venit doar de la șoareci de sex masculin.

Înrudite: 8 animale care au nașteri virgine

Noul studiu, realizat în China, a folosit o abordare diferită pentru a ajunge la un rezultat similar.

Cercetătorii au început prin eliminarea ADN -ului dintr -un ou imatur, sau ovocit, preluat de la un șoarece feminin. Apoi au introdus spermă în ou pentru a crește celule stem unice văzute doar în embrioni. Aceste celule stem embrionare, împreună cu sperma de la un șoarece masculin, sunt apoi injectate într -un al doilea ou. Acest lucru dă naștere la un ou fertilizat care se poate transforma într -un pui de mouse cu ADN de la doi tati.

Ca un pas crucial, oamenii de știință au introdus 20 de modificări genetice în ADN -ul celulelor stem. Aceste modificări schimbă activitatea de imprimare a genelor, care sunt unice în faptul că urmașii moștenesc două exemplare – una de la mama lor și una de la tatăl lor – dar au nevoie de o singură copie la lucru. Deci, în fiecare celulă, o copie a fiecărei gene imprimate este închisă în timp ce a doua copie rămâne funcțională.

Acest proces este cunoscut ca „Imprimarea genomică„Și când greșește, apar tulburări de imprimare, cauzând probleme cu creșterea și dezvoltarea. Când încercați să faceți embrioni cu ADN de la doi tătici, altfel ați face față unei sumedene cu aceste probleme de imprimare, deoarece prea multe gene paterne rămân active și nu Genele materne sunt în jur pentru a compensa.

„Abordarea noastră vizează în mod direct genele imprimate, care au fost de multă vreme suspectate că vor juca un rol central în barierele reproductive bi-paternale”, complicând provocarea de a genera urmași cu doi părinți de sex masculin, studiul autorului co-conducător Zhi-kun lia spus un profesor asociat la Academia Chineză de Științe din Beijing, a declarat Live Science într -un e -mail.

Într -un studiu anterior, Li și colegii săi a modificat doar șapte hotspot -uri de imprimaresau „loci” în genom și au produs fături de șoarece care au făcut -o prin sarcină, dar acei șoareci au murit după naștere, a spus Li. Șoarecii aveau anomalii, cum ar fi herniile ombilicale, limbile proeminente și organele interne mărită.

În mod sistematic, cercetătorii au identificat originea genetică a fiecăreia dintre aceste probleme și au introdus din ce în ce mai multe modificări genetice la șoareci. Cu 18 modificări, șoarecii au avut nevoie de ajutor pentru a supt la început, dar ar putea ajunge la vârsta adultă. Cu 19 modificări, au avut probleme cu creșterea placentară a sarcinii, dar au ieșit mai bine după naștere. O modificare suplimentară – făcând 20, în total – părea să rezolve problema placentei.

Interesant este că imprimarea pare a fi o problemă mai mare de depășit cu urmașii bipaidari decât urmașii bimaterni, au remarcat autorii în raportul lor. În activitatea lor anterioară, au reușit să crească șoareci cu două mămici care au supraviețuit până la vârsta adultă cu o modificare mult mai puțin genetică, la fel ca și alte grupuri de cercetare. În plus, partenogeneza spontană – în care un ou poate deveni fertilizat fără spermă – uneori apare la animale din afara laboratorului.

Totuși, „este oarecum surprinzător faptul că manipularea a doar 20 de gene care imprimă permite dezvoltarea relativ normală a embrionilor bi-paterni, unde există sute de loci care imprimă la șoareci”, a spus Dr. Kotaro Sasakiprofesor asociat la Școala de Medicină Veterinară a Universității din Pennsylvania și Școala de Medicină Perelman care nu a fost implicată în lucrare.

Înrudite: CRISPR „va oferi cure pentru bolile genetice care au fost incurabile înainte”, spune renumitul biochimist Virginijus Šikšnys

Cu toate acestea, șoarecii rezultați mai aveau deficite, inclusiv planuri de viață mai scurte decât șoarecii normali, Sasaki a spus Live Science într -un e -mail. Experimentele au arătat că șoarecii au fost, de asemenea, infertili. În schimb, mână de șoareci care au fost crescuți în Japonia și au supraviețuit până la vârsta adultă au fost fertile.

„Următorii noștri pași includ rafinarea abordării de editare a genelor pentru a produce animale bi-paternale mai sănătoase”, a spus Li. Este probabil ca genele de imprimare suplimentare să poată fi modificate pentru a ajuta la eliminarea problemelor de sănătate rămase, a spus el. De asemenea, echipa dorește să încerce abordarea lor la specii de animale suplimentare pentru a vedea cât de bine se traduce.

Pe termen lung, această linie de cercetare ar putea ajuta oamenii de știință să înțeleagă mai bine tulburările de imprimare, potențial deschizând calea către tratamentele care utilizează Editarea genelor Pentru a -i repara la oameni, a sugerat Li.

Latham a adăugat că, prin înțelegerea mai bună a căilor genetice implicate, oamenii de știință ar putea fi capabili să identifice modalități de a combate tulburările cu medicamentele, mai degrabă decât editarea genelor. El a adăugat că ar putea exista și aplicații pentru cercetarea în agricultură, dacă în cele din urmă i -ar ajuta pe crescători să cultive trăsături dezirabile în animale, de exemplu.

Când vine vorba de oameni, Latham a spus că vom dori să înțelegem mai bine riscurile și beneficiile abordării înainte de a încerca să o folosim la oameni. Sasaki a răsunat sentimentul, menționând că o serie de obstacole tehnologice și întrebări etice „toate împiedică aplicarea clinică la om în viitorul apropiat”.

Nicoletta Lanese este redactorul canalului de sănătate la Live Science și a fost anterior redactor de știri și scriitor de personal pe site. Ea deține un certificat de absolvire în comunicare științifică de la UC Santa Cruz și diplome în neuroștiință și dans de la Universitatea din Florida. Opera ei a apărut în The Scientist, Science News, The Mercury News, Mongabay și Stanford Medicine Magazine, printre alte puncte de vânzare. Cu sediul în New York, ea rămâne, de asemenea, puternic implicată în dans și concertează în activitatea coregrafilor locali.