Miš stvoren sa dva oca i bez majke preživeo do odraslog doba

Ovaj podvig ostvario je tim istraživača predvođen molekularnim biologom Ži-kun Lijem sa Kineske akademije nauka (CAS), koristeći precizne metode inženjeringa matičnih ćelija. Ovo, međutim, nije prvi slučaj stvaranja miša sa dva oca. Godine 2023. japanski naučnici postigli su sličan rezultat koristeći drugačiju tehniku.

Raniji pokušaji dobijanja jajnih ćelija iz muških matičnih ćelija nisu bili uspešni. Potomci bez majke, koji su rađani uz pomoć surogat-majki, obično nisu bili održivi i pokazivali su ozbiljne razvojne defekte.

Međutim, novostvoreni "bi-očinski" miševi u Kini su zdraviji od prethodnih generacija. Iako nisu sposobni za reprodukciju, nemaju fatalne probleme sa ishranom ili disanjem. Ipak, ne prežive svi do odraslog doba, a gotovo 90% embriona nije preživelo do rođenja, što ukazuje da uspešnost metode i dalje može da se poboljša.

Iako je dug put do primene ove tehnike na ljudima, autori studije ističu da njihovo istraživanje pomaže u boljem razumevanju kongenitalnih poremećaja kod ljudi koji nastaju usled sličnih genetskih problema.

Obično, kada spermatozoid oplodi jajnu ćeliju, dolazi do udvajanja gena, pri čemu se jedan deo svakog para mora deaktivirati. Kada genetski materijal potiče od dve spermatozoide, može doći do dvostruke deaktivacije, pri čemu oba primerka određenog gena budu isključena, što dovodi do razvojnih poremećaja. Ova pojava naziva se abnormalnost imprintinga, jer regulacija određenih gena ili hromozomskih regija zavisi od doprinosa i muškog i ženskog roditelja.

Li i njegov tim uspeli su da koriguju 20 takvih slučajeva pomoću različitih genetskih tehnika, uključujući brisanje gena, uređivanje regija i modifikaciju genetskih sekvenci.

„Ovo istraživanje će pomoći u rešavanju brojnih ograničenja u oblasti matičnih ćelija i regenerativne medicine,“ kaže istraživač matičnih ćelija Vej Li iz CAS-a.

„Jedinstvena svojstva imprinting gena navela su naučnike da veruju da oni predstavljaju fundamentalnu prepreku za jednoroditeljsku reprodukciju kod sisara,“ dodaje koautor Ći Džou iz CAS-a.

„Čak i kada se veštački stvore embrioni sa dve majke ili dva oca, oni ne mogu pravilno da se razviju i u nekom trenutku dolazi do zastoja u razvoju upravo zbog ovih gena.“

Japanski istraživači su još 2004. godine uspeli da stvore miševe sa dve majke i bez biološkog oca, ali je reprodukcija bez spermatozoida lakša nego bez jajne ćelije. Jajna ćelija sadrži ključne ćelijske mehanizme, hranljive materije i sposobnost da generiše sve tipove ćelija potrebne za razvoj odraslog organizma.

U prirodi, određene životinjske vrste mogu se razmnožavati bez spermatozoida, pri čemu su potomci genetske kopije majke. Suprotno tome, ne postoji prirodni primer životinje sa dva oca i bez majke. Zrela spermatozoidna ćelija je visoko specijalizovana i ne može da se deli na druge ćelije.

Da bi rešili ovaj problem, naučnici su morali da stvore jajne ćelije iz muških embrionalnih matičnih ćelija, a zatim ih oplode spermatozoidima drugog mužjaka.

Pre oplodnje, istraživači su modifikovali imprinting gene kako bi osigurali da potomci imaju samo jednu aktivnu kopiju svakog gena.

Ova tehnika značajno je poboljšala stopu uspeha kod miševa sa dva oca. U Japanu, 2023. godine, samo 1,1% bi-očinskih embriona preživelo je do rođenja, dok je u Kini taj procenat porastao na 13%.

Međutim, za razliku od japanskih miševa, kineski primerci su sterilni.

„Dalje modifikacije imprinting gena mogle bi omogućiti stvaranje zdravih miševa sa dva oca koji bi mogli da proizvode održive gamete, što bi otvorilo nove terapijske mogućnosti za lečenje bolesti povezanih sa imprintingom,“ zaključuje Ži-kun Li.

Studija je objavljena u časopisu Cell Stem Cell.