Rudolf Cole
0 
1479
287
Poprvé vědci přímo vytvořili myši se dvěma otci.
Myši nebyly schopny přežít déle než jeden den po narození, ale koaxilování embrya vytvořeného z DNA dvou tatínků po celou dobu vývoje plodu nebylo malým výkonem. Podle vědců to bylo mnohem těžší než dělat myši se dvěma maminkami.
Tato zjištění pomáhají vysvětlit, proč se savci nemohou rozmnožovat pouze s jedním rodičem. Mohou také pomoci vysvětlit, proč ta zvířata, která se mohou rozmnožovat sama, například někteří obojživelníci, jsou téměř vždy samice. [10 úžasných věcí, které vědci právě udělali s CRISPR]
Překážkou reprodukce jediného pohlaví, řekl vedoucí studie Wei Li, vědec kmenových buněk na Čínské akademii věd, je něco, co se nazývá genomické imprinting, nebo molekulární značení DNA, které reguluje způsob provádění pokynů v genomu. . Nová studie, publikovaná online 11. října v časopise Cell Stem Cell, však ukazuje, že bariéra může být překročena.
Rodičovské otisky
Je známo, že genomické imprinting je důležitý pro embryonální vývoj, ale přesně jak to funguje a co kontroluje, je to „černá skříňka“, řekla Mellissa Mann, výzkumná pracovnice v reprodukční vědě na University of Pittsburgh School of Medicine a Magee-Women Research Institut, který se nové studie nezúčastnil.
Při pohlavní reprodukci zdědí každý potomek polovinu DNA od své matky a polovinu od svého otce. Ale DNA od každého z rodičů má jedinečné molekulární značky, které se přidávají během tvorby původního spermatu a vajíčka. Tyto značky jsou pokyny, které diktují, zda je gen exprimován nebo zůstává spící.
"Dalo by se zdědit kopii specifického genu od mámy a ten gen s těmito molekulárními" značkami "by umožnil, aby byl přepsán, aby plnil svou funkci," řekl Mann. "Ale stejný gen od otce by měl různé značky, které by zabránily jeho expresi."
Tyto značky mají mnoho skutečných důsledků. Jsou klíčové v časném embryonálním vývoji, řekl Mann. Předchozí studie zjistily, že když se vědci pokoušejí připravit potomstvo ze dvou spermií, embryo se nevyvíjí, zatímco buňky, které pěstují placentu, vzkvétají; potomstvo dvou vajec má za následek vyvíjející se embryo a placentu, která nedokáže růst. [5 důvodů, proč je Placenta úžasná]
Existují také genetické poruchy, které závisí na genomickém potisku. Angelmanův syndrom, neurologické onemocnění, které způsobuje mentální postižení a záchvaty, je způsobeno mutací UBE3A gen na chromozomu matky. Když tatáž mutace genu předá tatínek místo mámy, výsledkem je úplně jiná neurologická porucha zvaná Prader-Williho syndrom..
Trvá to dvě
Některá zvířata jsou schopna reprodukovat sólo. Většina z těchto případů je, když se žena rozmnožuje bez muže, což je proces nazývaný parthenogeneze. Takto se mohou množit různé ryby, plazy a obojživelníci. Pouze jedna ryba (Danio rerio) je známo, že se reprodukuje samci samy, a to pouze za určitých laboratorních podmínek, řekl Baoyang Hu Čínské akademie věd, další hlavní autor nové práce.
Vědci za novou studií chtěli pochopit, proč se savci nemohou rozmnožovat sami. Začali proto, aby zjistili, co je zapotřebí k vytvoření parthenogeneze u savců. Použili myší kmenové buňky upravené tak, aby obsahovaly pouze jednu sadu mateřských chromozomů, jako je vajíčko, a injikovaly je do normální vaječné buňky, aby vytvořily embryo se dvěma sadami mateřské DNA. Poté přenesli výsledné embryo do náhradní matky.
Aby bylo možné vytvořit životaschopné embryo, museli vědci z geneticky upravených kmenových buněk odstranit tři otisknuté segmenty genomu. Výsledné myši se zdály normální, ačkoli Li řekl, že myši byly testovány pouze po omezenou dobu za experimentálních podmínek, a tak nemusí být tak zdravé, jako myši produkovaly staromódní způsob.
Ale myši se dvěma matkami nejsou nic nového; podobné myši se dvěma maminkami byly poprvé vyrobeny v roce 2004, psali autoři. [Jak testy DNA předků skutečně fungují?]
Takže se obrátili k těžšímu problému: výroba myší se dvěma otci. To bylo provedeno pouze jednou vědci z M.D. Anderson Cancer Center v Texasu. V tomto případě vědci vytvořili samčí kmenové buňky s X, ale bez Y chromozomů, vstříkli je do ženských blastocyst, což je počáteční stadium vývoje, ve kterém se některé buňky diferencovaly na specifické typy. Poté tyto ženy nechaly vyvinout na dospělé. Pak pářili samice nesoucí pouze samčí X-DNA se samci a vytvářeli potomky, které nesly pouze geny od dvou otců.
Tati sami
Tentokrát vědci chtěli zjistit, jestli by dokázali vyrobit myši se dvěma otci bez mezistupně geneticky upravené ženy, řekl Hu. Za tímto účelem injikovali spermatickou buňku a kmenové buňky s jedinou otcovskou DNA do vaječné buňky, která měla odstraněno její jádro (a tím i veškerou mateřskou DNA). Poté extrahovali kmenové buňky, které se mohou stát jakoukoli buňkou v těle, která se vyvinula ve výsledném embryu. Tyto kmenové buňky byly poté vloženy do samostatného blastocysty. Blastocysta byla nutná k vytvoření placenty, řekl Hu. Nakonec byl tento blastocyst s injekcí do kmenových buněk vložen do dělohy náhradní matky.
"Pokud je nám známo, je to poprvé, kdy byly vyprodukovány bipaterální myši se dvěma přímými otci," řekl Hu .
Myši se však nedaly dobře. Ve skutečnosti byla úspěšná narození v menšině. Z 1 023 pokusů se narodilo pouze 12 živých mláďat. A štěňata nebyla normální. Byly oteklé tekutinami a více než dvakrát větší než normální mycí mláďata. Všichni se snažili ošetrovat a dýchat a zemřeli brzy po narození.
„Lidé s tím vědí, že existuje potenciál, že by dva muži mohli mít dítě,“ řekl Mann. "Je to velmi dlouhá cesta."
Studie však naznačuje, proč je parthenogeneze v přírodě běžnější než reprodukce pouze pro muže. Vědci museli smazat sedm otisknutých oblastí genomu, aby fungovali pouze pro reprodukci samců, další čtyři, než museli odstranit pro ženy. (Další ztráta genetického materiálu by mohla vysvětlit, proč byly myši se dvěma otci tak abnormální, řekl Mann.)
V budoucnu lze tuto metodu použít k bližšímu zkoumání účinků otisků na různé vývojové poruchy, uvedl hlavní autor studie Qi Zhou, rovněž Čínské akademie věd. Myši by mohly být použity k testování genetických modifikací, které by mohly napravit dědičné poruchy, řekl Zhou.
Původně publikováno dne .