Publisert Legg igjen en kommentar

Forskere Bryter Reglene for Reproduksjon ved Å Avle Mus fra Enslige Foreldre

for å lage et pattedyr trenger du et egg og en sæd. Disse to nødvendige genetiske innsatsene har historisk sett betydd manglende lansering for forsøk på å produsere avkom fra hann-hann eller hunn-hunnkoblinger. Men ved å sløre grensene mellom egg og sæd med genetisk forandring, hjelper forskere oss nå med å bryte reglene for pattedyrs reproduksjon.

I går, i tidsskriftet Cell Stem Cell, rapporterte et team av forskere ved Det Kinesiske Vitenskapsakademiet fødsel av friske avkom til foreldre med samme kjønn. Ved å modifisere genomene av egg for å ligne de av sæd, og omvendt, var forskerne i stand til å overvinne en stor hindring i biologisk reproduksjon. Valper fra kvinnelige-kvinnelige fagforeninger overlevde godt inn i voksen alder, selv bli mødre selv, og kortvarige babyer ble ønsket velkommen av en pappa-pappa duo.»Dette er utrolig imponerende,» sier ava Mainieri, en biolog som studerer genetikk av reproduksjon Ved Harvard University. «Denne teknologien har omtrent en million implikasjoner for fremtiden.»

forskerne var i stand til å overvinne en langvarig utfordring for å produsere pattedyr med enslige foreldre. Vanligvis trenger et pattedyrsembryo to genomer, som hver inneholder et manuskript av genetiske instruksjoner fra mor eller far. På denne måten arver fosteret to kopier av hvert enkelt gen. Men for mange gener blir enten mors eller fars kopi stille. Hele regioner av ett genom kan slås av, mens de samme delene av den genetiske koden fra den andre forelderen forblir intakte.»hvis nukleotider AV DNA er en tekst, kan betraktes som mellomrom eller tegnsetting som gir mening til en slik komplisert tekst,» forklarer Mainieri, som ikke var involvert i forskningen.

en stolt mamma mus med hennes avkom. Modermusen i dette bildet ble født til to mødre, og levde hva forskere betraktet som et normalt, sunt liv.
en stolt mamma mus med hennes avkom. Modermusen i dette bildet ble født til to mødre, og levde hva forskere betraktet som et normalt, sunt liv. (Le-Yun Wang / Chinese Academy of Sciences)

utfordringen er at disse mellomrom og tegnsettinger i hvert genom trenger å stille opp riktig—noe som skjer naturlig med mannlige-kvinnelige foreldre. Dette pirkete fenomenet kalles genomisk imprinting, og det er kritisk for pattedyrs reproduksjon. Hvis begge foreldrenes kopier av et av disse normalt «imprinted» genene ved et uhell slås på, kan konsekvensene være katastrofale, produsere foster som ballong i størrelse, sliter med å skaffe næringsstoffer eller til og med ikke klarer å nå sikt i det hele tatt.For forskere som prøver å avle pattedyr med samme kjønn foreldre, presenterer den nødvendige prosessen med genomisk imprinting et stort hinder. Rundt midten av det 20. århundre, da forskere gjorde noen av de første forsøkene på å produsere musembryoer med to kvinnelige genomer, tok det ikke lang tid før matematikken om å slå sammen egg for å bli rotete. Begge halvdelene av de genetiske instruksjonene reflekterte mors imprinting, deaktivering og aktivering av de samme områdene av genomet—og uten den faderlige delen av ligningen ble noen gener overuttrykt, mens andre aldri ble slått på riktig.mer nylig bestemte en kohort av forskere ved Det Kinesiske Vitenskapsakademiet ledet av seniorforfattere Wei Li, Qi Zhou og Bao-Yang Hu seg for å prøve et nytt sett med verktøy for å takle problemet. Å maksimere sjansene for å produsere sunne avkom fra foreldre av samme kjønn betydde å starte med de minst trykte cellene som var mulige—celler som ikke hadde tegnsetting i den genetiske koden ennå. Så forskerne genererte et uvanlig sett med egg og sæd ved å slette noen av de trykte merkene på genomet, i hovedsak å skru klokken tilbake på disse reproduktive cellene til de lignet det genetiske manuskriptets uredigerte første utkast.

Bevæpnet med et arsenal av «rene» celler, satte forskerne seg for å avle bimaternale mus. For å etterligne maleness, la de til sin egen versjon av faderlig imprinting til en ren eggcelle, og kuttet tre kjente trykte regioner ut av genomet. Denne teknikken slettet i hovedsak hele avsnitt eller kapitler fra eggets genetiske manuskript, og gjorde det til en reproduktiv celle som fungerte mer som en sædcelle. De injiserte deretter den nylig manipulerte cellen i et normalt egg fra en annen kvinnelig mus.til deres forbauselse var 14 prosent av disse bimaternale embryoene-totalt 29 mus-født friske kvinner (uten Et Y-kromosom i reproduksjonsmixen, menn var en garantert nonentity). Flere av de bimaternale musene vokste til og med opp til å føde sine egne sunne valper (denne gangen gjennom en mer naturlig form for unnfangelse). Så langt forskerne kunne fortelle, var de farløse musene fysisk og atferdsmessig sunne – Men Zhou påpeker at det kan være mangler i disse musene laget ennå ikke har oppdaget.

en enda større utfordring loomed fremover-bipaternale mus. En mus pup med to mødre hadde blitt avlet for første gang i 2004(men med mye lavere suksessrate enn det nyeste arbeidet oppnådd). Farløse mus var på en måte gamle nyheter. Morløse mus, derimot, ville være «fantastisk», sier Hugo Creeth, hvis utilknyttede arbeid ved Cardiff University også fokuserer på genetisk imprinting.

En av de store utfordringene ved å føde en mus med genetisk materiale fra to menn, ifølge University Of Pennsylvania utviklingsbiolog Marisa Bartolomei, er at det er mye mer imprinting som må skje på mors genom for at det skal bli med fars. det ekstra arbeidet som kreves for å få et mannlig genom til å oppføre seg som et kvinnelig genom, kan være en del av grunnen til at unisex reproduksjon i naturen skråner mot kvinnelige-kvinnelige koblinger. (Mens noen reptiler, amfibier og fisk er i stand til kvinnelig eneste parring, har bare en art-sebrafisken-noen gang produsert avkom uten mors innspill, og bare i et laboratorium).»sammenlignet med bimaternal reproduksjon, må flere hindringer krysses ved bipaternal reproduksjonsbarrieren,» Sier Li.til tross for utfordringene var forskerne i stand til å generere levende avkom ved hjelp AV BARE DNA fra to mannlige foreldre. En modifisert sædcelle hadde seks genetiske regioner fjernet for å gjøre det mer lik et kvinnelig genom, og ble deretter kombinert med normal sæd i et tomt kvinnelig egg. (Tom eller ikke, et eggy kabinett er fortsatt nødvendig for å bringe sæd og sæd sammen.) Disse merkelige hybridembryoene-bokstavelige eggskjell som inneholdt dobbeltdoser av faderlig DNA – ble deretter overført til en surrogatmusmor.

Forskere kan avle mus med to fedre, Men De er født med alvorlige defekter og overlever ikke til voksen alder.Forskere kan avle mus med to fedre, Men de er født med alvorlige defekter og overlever ikke til voksen alder. (Le-Yun Wang / Kinesisk Vitenskapsakademi)'t survive to adulthood.

Litt over en prosent av avkomene overlevde. Dessverre, alle valpene ble født med alvorlige defekter og døde nesten umiddelbart. Når forskerne fjernet en syvende trykt region fra de redigerte sædcellene, doblet de imidlertid overlevelsesraten. Valpene vokste fortsatt ikke til voksen alder, men likevel hadde metoden virket, og avkomets kortvarige levedyktighet var monumental.

«Dette viser virkelig at imprinting er blokken til uniparental utvikling,» sier Bartolomei. «Vi har kjent det fra mors perspektiv, men nå, med bipaternals, er det en første.»

Ifølge Li er neste trinn å forbedre levetiden for bipaternale mus. Det er fortsatt ikke klart hva som dreper musene med to genetiske fedre—Det er mulig at det finnes andre kritisk trykte regioner som fortsatt må genetisk «styres», Sier Bartolomei.faktisk er det litt rart at så få genetiske manipulasjoner var nok til å forvandle genomet av ett kjønn til noe som ligner på det andre. Det er over 150 gener som antas å være påtrykt i mus-og listen vokser stadig-men ikke hver eneste av disse genene er avgjørende for å føde levende avkom.Mens den nye genetiske modifikasjonsteknikken arbeidet for å avle single-sex mus, advarer Mainieri at Det ville kreve et «stort, stort skritt» for å gjenta disse forsøkene i andre pattedyr, inkludert mennesker. Selv Om Li, Zhou, Hu og deres kolleger er ivrige etter å en dag gå videre til primater, er det ingen garanti for at markeringene i en arts genetiske manuskript lett vil oversette til en annen.

Likevel betyr disse nye funnene et gjennombrudd i forskernes forståelse av rollen som genomisk imprinting i pattedyrs reproduksjon. I tillegg er det flere lidelser som stammer fra feil imprinting i genomet-så selv om morløse eller farløse babyer ikke er i horisonten, kan det bare å forstå disse genetiske kjennskapene endre vår tilnærming til medisin.

«med denne kunnskapen har vi en evne til å lese setningene eller avsnittene på en måte som vi aldri har gjort før,» Sier Mainieri. «Og det er stort.”

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.