Reprodukcinės biologijos proveržis: pirmieji vaisingi peliukai iš dviejų tėvų

Naujasis požiūris į dauginimąsi: pirmieji vaisingi peliukai iš dviejų tėvų

Genetikos ir reprodukcinės biologijos srityje pasiektas reikšmingas proveržis – mokslininkams pavyko sukurti peliukus naudojant tik dviejų patinų genetinę informaciją, visiškai be motiniškos DNR. Dar labiau stebina tai, kad šie peliukai užaugo iki suaugusių ir patys susilaukė sveikų palikuonių. Tai yra svarbus žingsnis androgenetinio dauginimosi tyrimuose, kai organizmas vystosi tik iš tėviškų genų.

Androgenezė ir genetinių įspaudų svarba

Įprastai žinduolių dauginimasis vyksta sujungiant motinos ir tėvo genetinę medžiagą. Toks derinys užtikrina, kad įspaudų kontrolės sritys (angl. imprinting control regions, ICRs) – DNR segmentai, reguliuojantys genų aktyvumą – išliktų subalansuoti. Bet koks ICR pusiausvyros sutrikdymas, kai naudojama tik tėviška ar motiniška DNR, dažnai lemia vystymosi sutrikimus ar embriono žūtį. Šių kliūčių įveikimas gali turėti didelės įtakos genetikai, evoliucijos biologijai ir nevaisingumo gydymo metodams.

Anksčiau mokslininkai laboratorijose sukūrė peliukus iš dviejų patinų, tačiau tokie jaunikliai buvo nevaisingi ir nesugebėjo daugintis. Pagrindinė kliūtis buvo netinkamas ICR reguliavimas, todėl naujuose tyrimuose buvo sutelktas dėmesys į tikslių ir kryptingų genų redagavimą.

Šanchajaus Jiao Tong universiteto pasiekimas

Mokslininkų komanda iš Šanchajaus Jiao Tong universiteto (Kinija) sujungė molekulinės biologijos žinias su pažangiomis genomo inžinerijos technologijomis. Tyrėjai pašalino pelių kiaušialąstėse esantį branduolį su motiniška DNR ir sukūrė savotišką genetinį šabloną. Į tokias enukleuotas kiaušialąstes buvo suleistos dviejų patinų spermatozoidų branduoliai. Esminis žingsnis buvo kruopščiai redaguoti septynias konkrečias ICR sritis, kurios anksčiau buvo nustatytos kaip gyvybingumo kliūtis netinkamai reguliuojant.

Po šių genų redagavimo procedūrų suformuoti embrionai buvo persodinti į pateles–pakaitines motinas. Iš 259 blastocistų gimė trys peliukai, iš kurių du išgyveno iki suaugusiųjų. Svarbiausia, kad jie vystėsi normaliai ir susilaukė sveikų, vaisingų palikuonių – įrodydami, kad androgenetinis paveldimumas gali užtikrinti ne tik gyvybę, bet ir vaisingumą.

Proveržio reikšmė ir ateities perspektyvos

Nors dabartinis sėkmės rodiklis nėra aukštas, tyrimas įrodo, kad tikslinis epigenetinis perprogramavimas gali įveikti natūralias vieno tėvo reprodukcijos kliūtis žinduoliams. Šis procesas reikalavo sudėtingų manipuliacijų ir, kaip pastebi tyrėjai, buvo daug sudėtingesnis nei peliukų kūrimas iš dviejų motinų, kuriam reikia mažiau genetinių pakeitimų.

Ši sėkmė atveria naujas galimybes reprodukcinės medicinos srityje: gali suteikti idėjų naujiems nevaisingumo gydymo metodams ar pagilinti supratimą apie įgimtų ligų genetines priežastis. Vis dėlto šių technologijų taikymas kitiems žinduoliams, ypač žmonėms, dar yra tolimoje ateityje ir susijęs su dideliais techniniais bei etiniais iššūkiais.

Ekspertų įžvalgos

Šio tyrimo autoriai pabrėžia savo darbo reikšmę: „Siekėme pagerinti androgenetinių embrionų vystymąsi atkurdami pagrindinių įspaudų kontrolės sričių epigenetinę būklę“, – rašo komanda. „Dėl to mums pavyko sukurti vaisingus androgenetinius peliukus, kurių genetinė medžiaga – tik iš dviejų spermatozoidų.“

Išvados

Sėkmingas peliukų, turinčių išimtinai tėvišką DNR, gimimas ir dauginimasis – svarbus žingsnis genų inžinerijos ir reprodukcinės medicinos srityje. Nors metodas išlieka sudėtingas ir kol kas nėra efektyvus, šis tyrimas rodo, kad žinduolių gyvybė ir vaisingumas gali kilti iš dviejų tėvų. Tobulėjant genų redagavimo technologijoms ir vykstant etinėms diskusijoms, tokie tyrimai gali ateityje praplėsti nevaisingumo gydymo galimybes ir suteikti daugiau žinių apie žinduolių vystymąsi bei paveldimumą.