غلبه بر موانع بیولوژیکی تولید مثل پستانداران همجنس

مطالعه برای اولین بار نشان می دهد که فرزندان موش سالم از والدین همجنس - در این مورد از مادران - متولد شده اند.

La زیستی جنبه چرایی پستانداران نیاز به دو جنس مخالف برای تولید مثل برای مدت طولانی محققان را مجذوب خود کرده است. دانشمندان در تلاشند تا بفهمند چه چیزی واقعاً مانع از به دنیا آمدن فرزند دو مادر یا دو پدر می شود. موجودات دیگری غیر از پستانداران، مانند خزندگان، ماهی ها و دوزیستان، فرزندانی بدون شریک تولید می کنند. حیوانات سه حالت مختلف دارند تولید مثل (غیرجنسی، تک جنسیتی و جنسی)، اما پستانداران از جمله انسان تنها می توانند تولید مثل جنسی کنند که دو والدین از جنس مخالف درگیر باشند.

حتی با درک عمیق لقاح و پیشرفت فناوری پزشکی در دهه‌های اخیر، تولید فرزند پستانداران از دو والدین همجنس غیرقابل تصور بوده است. مشخص است که مواد ژنتیکی (DNA) برای رشد از هر دو والدین (مرد و زن) مورد نیاز است زیرا DNA مادر و DNA پدر اساساً برای جایگاهی در فرزندان با یکدیگر رقابت می کنند. و یک مانع چاپ ژنومی یعنی مشخص وجود دارد مادرانه یا ژن های پدری چاپ می شوند (بر اساس اینکه از چه کسی آمده اند مارک یا برچسب گذاری می شوند) و سپس در طول مراحل مختلف رشد جنینی خاموش می شوند. این مانع باید برطرف شود. ژن های مختلف در ماده ژنتیکی مادر و در ماده ژنتیکی پدر نقش بسته است، بنابراین یک فرزند پستاندار به مواد ژنتیکی از هر دو جنس نیاز دارد تا تمام ژن های مورد نیاز فعال شوند. بنابراین، هر دو ماده ژنتیکی بسیار مهم هستند، زیرا فرزندانی که مواد ژنتیکی را از پدر یا مادر دریافت نمی‌کنند، ناهنجاری‌های رشدی خواهند داشت و ممکن است به اندازه کافی زنده نباشند. به همین دلیل است که داشتن والدین همجنس غیرممکن است.

فرزند از دو ماده

در یک مطالعه منتشر شده در سلول بنیادی سلولدانشمندان آکادمی علوم چین برای اولین بار 29 موش زنده و سالم را از والدین همجنس تولید کردند که در اینجا دو مادر بیولوژیک هستند. این نوزادان بالغ شدند و توانستند فرزندان طبیعی خود را نیز داشته باشند. دانشمندان با استفاده از سلول های بنیادی و دستکاری/ویرایش هدفمند ژن ها به این امر دست یافتند که نشان می دهد می توان با موفقیت بر برخی از موانع غلبه کرد. برای ایجاد موش‌های دو مادری (موش‌هایی با دو مادر)، از سلول‌هایی به نام سلول‌های بنیادی جنینی هاپلوئید (ESCs) استفاده کردند که تنها حاوی نیمی از تعداد کروموزوم‌ها و DNA تنها از یک والدین (در اینجا موش ماده) بود. این سلول‌ها شبیه به سلول‌هایی هستند که پیش‌ساز تخمک و اسپرم هستند و به عنوان دلیل اصلی این مطالعه پیشرفت‌کننده ذکر شده‌اند. محققان سه ناحیه نشان‌دهنده ژنتیکی را از این ESC هاپلوئید که حاوی DNA مادر بودند، حذف کردند و سپس این سلول‌ها به تخم‌های گرفته شده از موش ماده دیگری که 210 جنین تولید می‌کردند تزریق شدند و سپس 29 موش زنده را تشکیل دادند.

دانشمندان همچنین سعی کردند موش‌های دوپدری (موش‌هایی با دو پدر) بسازند، اما استفاده از DNA نر چالش‌برانگیزتر بود زیرا شامل اصلاح ESC‌های هاپلوئید حاوی DNA والدین نر بود و نیاز به حذف هفت ناحیه نشان‌دهنده ژنتیکی داشت. این سلول ها همراه با اسپرم موش نر دیگر به سلول تخم ماده تزریق شد که هسته حاوی مواد ژنتیکی ماده از آن خارج شد. جنین های ایجاد شده اکنون فقط دارای DNA از نر بودند که در طول ماده جفت به مادران جایگزین منتقل شدند که آنها را تا پایان ترم حمل کردند. با این حال، برای 12 موش تمام مدت (2.5 درصد از کل) که از دو پدر متولد شده بودند، خوب کار نکرد زیرا آنها فقط 48 ساعت زنده ماندند.

این یک مطالعه حیاتی است که در آن به نظر می رسد موانع بیولوژیکی تولید مثل از پستانداران همجنس پس از تجزیه و تحلیل عوامل ژنتیکی که از تولید مثل همجنس جلوگیری می کنند غلبه کرده است. موانع ژنتیکی آشکار شده برخی از مهم ترین مناطق DNA هستند که مانع از رشد موش هایی با والدین همجنس می شوند. البته چالش برانگیز، این اولین مطالعه ای است که موش های سالمی با والدین همجنس تولید می کند که با موش های معمولی قابل مقایسه هستند.

آیا این کار در انسان قابل انجام است؟

کارشناسان می گویند که انجام چنین دستکاری ژنتیکی گسترده ای ممکن است در اکثر پستانداران، به ویژه انسان، امکان پذیر نباشد. اولاً، شناسایی ژن هایی که نیاز به دستکاری دارند مشکل است زیرا "ژن های چاپ شده" برای هر گونه منحصر به فرد است. خطر بروز ناهنجاری های شدید وجود دارد و مسائل ایمنی متعددی در آن دخیل هستند. این یک مسیر طولانی مملو از غیرقابل قبول بودن است که چیزی شبیه به این می تواند در انسان تکرار شود. و به کنار موانع تکنولوژیکی، این یک بحث مداوم در مورد مسائل اخلاقی و عملی است که در این روش دخیل هستند. با این وجود، این مطالعه نقطه عطف جالبی است و می تواند برای تقویت درک ما از لقاح و رشد جنینی مورد استفاده قرار گیرد. می تواند به درک بهتر ناباروری و منشا بیماری های مادرزادی کمک کند. این مطالعه همچنین می تواند به طور گسترده در شبیه سازی نمونه های تحقیقاتی حیوانات در آینده مورد استفاده قرار گیرد.

***

{شما می‌توانید مقاله پژوهشی اصلی را با کلیک بر روی پیوند DOI که در فهرست منابع ذکر شده در زیر آمده است بخوانید}

منبع (ها)

Zhi-Kun L و همکاران. 2018. تولید موش های دومادری و دوپدری از ESC های هاپلوئید هیپومتیله شده با حذف ناحیه چاپی. سلول بنیادی سلول. https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.09.004

***