Myši s dvoma otcami bez genetickej informácie matky majú teraz vlastné potomstvo. Táto štúdia predstavuje prelom v androgenéze – teda nepohlavnom rozmnožovaní s použitím iba genetického materiálu samcov.
Ilustračný obrázok. Zdroj: iStockphotos.com. Autor: vadimrysev
Pri prvých takýchto pokusoch začiatkom tohto roka sa výskumníkom podarilo vytvoriť myši z genetického materiálu dvoch samcov oplodnením samičích vajíčok, ktorým chýbal genetický materiál matky. Výslední potomkovia však boli neplodní a neschopní sa rozmnožovať.
V tejto najnovšej štúdii, ktorú viedol tím z Jiao Tong University v Šanghaji v Číne, sa to zmenilo, hoci mnohé použité techniky boli podobné predchádzajúcim experimentom. Výskumníci upravili špecifické imprintingové kontrolné oblasti (ICR) v jednej zo spermií – ide o krátke úseky DNA, ktoré slúžia ako epigenetické „prepínače“ regulujúce expresiu génov podľa pôvodu. To umožnilo embryám s dvoma otcami prežiť a vyvinúť sa i bez materinského génového inputu. Výskum bol publikovaný v PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).
Preživšie mláďatá s dvomi otcami
Štandardná zmes mužských a ženských génov poskytuje zdravú rovnováhu kódovania ICR, ale ak sa použijú iba gény matky alebo otca, toto kódovanie sa zblázni. To vedie k vážnym problémom s embryami a k ich smrti, takže sa vedci snažia preprogramovať tieto ICR pomocou presných techník úpravy génov.
„Pokúsili sme sa zlepšiť vývoj androgénnych embryí obnovením epigenetického stavu imprintingových kontrolných oblastí (ICR),“ píšu výskumníci vo svojej publikovanej práci. „Naše úsilie nám umožnilo vytvoriť androgénne myši, ktoré sa môžu vyvinúť do dospelosti a sú plodné, a to použitím genetického materiálu odvodeného z dvoch spermií.“
Spermie pochádzajúce od dvoch samcov myší boli injekčne vpravené do samičích myších vajíčok, pričom bolo odstránené jadro – časť obsahujúca samičiu DNA. Výskumníci potom upravili sedem špecifických ICR, v prípade ktorých sa predtým zistilo, že majú najzávažnejšie následky. Tieto vajíčka boli potom implantované do materníc iných samíc myší.
Tento proces viedol k trom živým pôrodom myší z 259 implantovaných blastocýst (skorých embryí), pričom len dve prežili do obdobia dospelosti. To nemusí znieť ako obzvlášť pôsobivá miera úspešnosti, ale je nad nulou – a dve preživšie myši potom pokračovali v normálnom rozmnožovaní a mali zdravé myšie mláďatá.
S dvomi matkami to ide ľahšie
V tejto oblasti je zjavne ešte veľa priestoru na zlepšenie. Pokiaľ ide o počet myší, ktoré sa narodia a dožijú dospelosti, a o presnosť techník úpravy ICR, ukazuje sa však, že tento prístup môže fungovať.
Zaujímavosťou je, že tento proces sa ľahšie robí, keď sú zapojené dve matky: potrebných úprav je menej a ľahšie sa vykonávajú. Skutočnosť, že sa výskumníkom podarilo dosiahnuť, aby to fungovalo s dvoma otcami, pridáva na dôležitosti štúdie.
Aj v prípade myší ide stále o veľmi náročný proces, ktorý vo veľkej miere zlyháva, a bude trvať dlho, kým budú môcť vedci premýšľať o tom, či by sa rovnaké techniky dali použiť aj na ľudské embryá. Ak by k tomu aj niekedy došlo, bude pred tým potrebné vyriešiť množstvo etických a filozofických otázok. Tento výskum by mohol podľa vedcov nakoniec viesť k zlepšeniu liečby neplodnosti a nášho chápania vrodených porúch. „Hoci je účinnosť v súčasnosti nízka, toto zistenie môže byť dôležitým krokom k dosiahnutiu androgenézy cicavcov,“ píšu výskumníci.
Zdroj: Science Alert, PNAS, Phys
(LDS)
