Учени от Китай са модифицирали ембрионални стволови клетки, за да създадат лабораторни мишки с двама мъжки родители, съобщава "Ройтерс".
Подобно постижение в генното инженерство вече беше регистрирано от японски учени през 2023 г., но чрез различна технология. Докато японският екип използва метод, включващ преобразуване на кожни клетки в стволови, китайските учени са приложили редактиране на генома на мишките.
Част от създадените от китайския екип мишки са оцелели до зряла възраст, но със значителни аномалии в развитието.
Според учените, ако изследването бъде усъвършенствано, то може да има важно приложение в усилията за предотвратяване на изчезването на критично застрашени видове. Освен това то може да бъде полезно в регенеративната медицина, включваща заместване на увредени тъкани и органи.
Проучването, публикувано в списание Cell Stem Cell, се фокусира върху насочено модифициране на определен набор от гени, участващи в размножаването, за да се създаде потомство с двама биологични мъжки родители. Това явление е известно като еднополово размножаване.
При бозайниците половото размножаване е основният механизъм за създаване на потомство. Въпреки това някои други гръбначни животни, като влечуги, земноводни, птици и риби, могат да се възпроизвеждат чрез партеногенеза – процес, при който яйцеклетката се развива в ембрион без оплождане.
В новото изследване китайските учени са използвали генетично редактиране на ембрионални стволови клетки, насочено към специфични за бозайниците гени, известни като импринтирани гени, които са около 200 на брой. Стволовите клетки имат способността да се диференцират в различни видове телесни тъкани, като ембрионалните стволови клетки, налични в ранните стадии на развитие, могат да се превърнат във всички видове клетки в плода.
Изследователите съобщават, че са модифицирали 20 от тези импринтирани гени и са използвали технология за клониране, за да създадат двуполовите мишки.
„Обикновено се смята, че импринтираните гени действат като „ключалка“, която възпрепятства еднополовото размножаване при бозайниците. Въпреки това тази хипотеза не беше категорично доказана досега“, коментира биологът Вей Ли от Китайската академия на науките, съавтор на изследването.
Той подчертава, че проучването има фундаментален научен характер и не се планира подобни експерименти да бъдат прилагани върху хора.
Изследователите са създали 1081 ембриона, от които около 12% са оцелели до раждането – значително по-нисък процент от обичайния. В резултат са се родили 84 мъжки и 50 женски мишлета. Повече от половината от тях са загинали преди достигане на зряла възраст. Оцелелите са имали дефекти в развитието, скъсен живот и са били стерилни.
„Мишките, създадени от двама бащи, показаха аномалии в развитието, включително черепно-лицеви деформации, при които съотношението между широчината и дължината на лицето им беше по-голямо от това на нормалните мишки. Освен това те изпитваха затруднения при сученето“, обяснява биологът Гуан Чжън Ло от Университета „Сун Ятсен“, съавтор на изследването.
Изследователите обаче са открили начин за облекчаване на тези дефекти чрез инактивиране на специфичен ген, свързан с развитието. Въпреки това мишките все още са проявявали поведенчески аномалии и са били стерилни, вероятно поради прекомерните модификации на импринтираните гени.
Това изследване е поредното постижение в създаването на лабораторни мишки от двама бащи. Преди него подобни резултати бяха постигнати от екип, ръководен от биолога Кацухико Хаяши от Университета в Осака, Япония. В своето проучване от 2023 г. той използва различна техника – превръщане на кожни клетки в индуцирани плурипотентни стволови клетки, които могат да се развият във всеки тип клетки.
„Основната разлика между нашата работа и тяхната е в метода и степента на редактиране на генома при създаването на потомство“, казва Хаяши. Той отбелязва, че японският метод не включва съществено редактиране на генома, а всички мишлета, получени чрез него, са достигнали зряла възраст без преждевременна смърт.
„Въпреки това китайското изследване допринася значително към разбирането на функцията на геномния импринтинг в развитието на бозайниците и репродуктивните технологии“, заключава Хаяши.
