Rannsókn sýnir í fyrsta skipti heilbrigt músafkvæmi fædd af foreldrum af sama kyni - í þessu tilviki mæðrum.
The líffræðileg hlið hvers vegna spendýr þarfnast tveggja gagnstæðra kynja til að eignast hefur vakið áhuga vísindamanna mjög lengi. Vísindamenn eru að reyna að skilja hvað raunverulega hindrar tvær mæður eða tvo feður í að eignast afkvæmi. Lífverur aðrar en spendýr, eins og skriðdýr, fiskar og froskdýr, eignast afkvæmi án maka. Dýr hafa þrjár mismunandi stillingar æxlun (ókynhneigð, einkynhneigð og kynferðisleg), en spendýr þar á meðal menn geta aðeins gengist undir kynferðislega æxlun þar sem tveir foreldrar af gagnstæðu kyni eiga í hlut.
Jafnvel með ítarlegum skilningi á frjóvgun og framförum í læknistækni undanfarna áratugi, hefur verið óhugsandi að eignast spendýr afkvæmi frá tveimur foreldrum af sama kyni. Það er litið svo á að erfðaefni (DNA) þarf frá báðum foreldrum (karlkyns og kvenkyns) fyrir þroska vegna þess að DNA móður og DNA föður keppa í grundvallaratriðum hvert við annað um sæti í afkvæminu. Og það er erfðafræðileg imprinting hindrun þ.e. viss móður eða föðurgenin eru áprentuð (merkt eða merkt eftir því hvaðan þau koma) og síðan slökkt á mismunandi stigum fósturþroska. Það þarf að yfirstíga þessa hindrun. Mismunandi gen eru innprentuð í erfðaefni móður og í erfðaefni föður, þannig að afkvæmi spendýrs þarf erfðaefni frá báðum kynjum til þess að öll nauðsynleg gen verði virkjuð. Bæði erfðaefnin eru því mikilvæg vegna þess að afkvæmi sem ekki fær erfðaefni frá hvorki föður né móður mun hafa þroskafrávik og geta ekki verið nógu lífvænleg til að fæðast. Þetta er einfaldlega ástæðan fyrir því að það er ómögulegt að eiga foreldra af sama kyni.
Afkvæmi tveggja kvendýra
Í rannsókn sem birt var í Frumufrumur, hafa vísindamenn við Kínverska vísindaakademíuna í fyrsta sinn framleitt 29 lifandi og heilbrigðar mýs afkvæmi frá samkynhneigðum foreldrum, hér tvær líffræðilegar mæður. Þessi ungbörn fóru að verða fullorðin og gátu líka eignast sín eigin eðlilegu afkvæmi. Vísindamenn náðu þessu með því að nota stofnfrumur og markvissa meðhöndlun/breyta genum sem bendir til þess að hægt sé að yfirstíga sumar hindranir. Til að búa til mýs með tveimur mæðrum (mýs með tvær mæður) notuðu þær frumur sem kallast haploid embryonic stam cells (ESCs) sem innihalda aðeins helming af fjölda litninga og DNA frá öðru foreldri (hér kvenkyns mús). Þessum frumum er lýst þannig að þær séu svipaðar frumum sem eru undanfari eggs og sæðis og hefur verið bent á aðalástæðu þessarar byltingarrannsóknar. Vísindamenn eyddu þremur erfðafræðilegum innprentunarsvæðum úr þessum haploid ESC sem innihéldu DNA móðurinnar og þessum frumum var síðan sprautað í egg sem tekin voru úr annarri kvenkyns mús sem framleiddi 210 fósturvísa sem mynduðu síðan 29 lifandi músafkvæmi.
Vísindamenn reyndu einnig að búa til mýs sem eru tvíættar (mýs með tvo feður), en notkun karlkyns DNA var erfiðara þar sem það fól í sér að breyta haploid ESC sem innihélt DNA karlkyns foreldris og þurfti að eyða sjö erfðafræðilegum innprentunarsvæðum. Þessum frumum var sprautað ásamt sæði annarar karlkyns músar í kvenkyns eggfrumu þar sem kjarninn sem inniheldur kvenkyns erfðaefni var fjarlægður. Fósturvísarnir sem nú voru búnir til voru aðeins með DNA frá karlmönnum og voru fluttir meðfram fylgjuefninu til staðgöngumæðra sem báru þau til fulls. Hins vegar virkaði það ekki vel fyrir 12 fullburða mýsnar (2.5 prósent af heildarfjölda) sem fæddust af tveimur feðrum þar sem þær lifðu aðeins í 48 klukkustundir.
Þetta er mikilvæg rannsókn þar sem líffræðilegar hindranir á æxlun samkynhneigðra spendýra virðast hafa verið yfirstignar eftir að erfðafræðilegir þættir sem koma í veg fyrir æxlun samkynhneigðra höfðu verið greindir. Erfðafræðilegu hindranirnar sem komu í ljós eru nokkur mikilvægustu DNA svæðin sem hindra þróun músa með foreldra af sama kyni. Þetta er auðvitað krefjandi, þetta er fyrsta rannsóknin til að framleiða heilbrigð afkvæmi músa með foreldra af sama kyni sem eru sambærileg við venjulegar mýs.
Er hægt að gera þetta hjá mönnum?
Sérfræðingar segja að svo umfangsmikil erfðameðferð sé hugsanlega ekki framkvæmanleg hjá flestum spendýrum, sérstaklega mönnum. Í fyrsta lagi er erfitt að bera kennsl á genin sem þarf að meðhöndla þar sem „áprentuð gen“ eru einstök fyrir hverja tegund. Mikil hætta er á að alvarlegar frávik komi upp og það eru fjölmörg öryggisatriði sem koma til greina. Þetta er löng leið hlaðin með ólíkindum að eitthvað svona gæti verið endurtekið hjá mönnum. Og tæknilegar hindranir til hliðar, það er áframhaldandi umræða um siðferðileg og hagnýt atriði sem taka þátt í málsmeðferðinni. Engu að síður er þessi rannsókn áhugaverður áfangi og má nýta hana til að efla skilning okkar á frjóvgun og fósturþroska. Það gæti aðstoðað við að skilja betur ófrjósemi og uppruna meðfæddra sjúkdóma. Rannsóknina er einnig hægt að nýta mikið í dýrarannsóknum, td klónun í framtíðinni.
***
{Þú getur lesið upprunalegu rannsóknarritgerðina með því að smella á DOI hlekkinn sem gefinn er upp hér að neðan á listanum yfir tilvitnaðar heimildir}
Heimildir)
Zhi-Kun L o.fl. 2018. Myndun bimaternal og bipaternal músa frá Hypomethylated Haploid ESCs með áletrun svæðiseyðinga. Frumufrumur. https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.09.004
***
