(CNN) — Bilim adamları, üreme biyolojisinde önemli bir kilometre taşı olan ilk kez biyolojik olarak erkek iki ebeveyne sahip fareler yarattılar.
Japonya’daki Osaka Üniversitesi’nde genomik biyoloji profesörü olan Katsuhiko Hayashi liderliğindeki ekip, erkek farelerin deri hücrelerinden dişi farelere implante edildiğinde sağlıklı yavrular üreten yumurtalar üretti. Araştırma 15 Mart’ta Nature dergisinde yayınlandı.
Bu araştırma sadece bir kavram kanıtı değil, aynı zamanda yıllarca süren laboratuvar çalışmalarının bir sonucudur. Aynı cinsiyetten çiftler için bile gelecekteki doğurganlık tedavilerinin olanaklarını genişletebilir ve belki de nesli tükenmekte olan hayvanların neslinin tükenmesini önlemeye yardımcı olabilir.
Ancak bilim adamları, kültürlenmiş hücrelerin bir laboratuvar kabında insan yumurtaları üretmek için kullanılabilmesinden önce öğrenilmesi gereken çok şey olduğu konusunda uyarıyorlar.
“İnsan uygulamasının uzun bir süre, belki 10 yıl veya daha fazla sürmesi bekleniyor. Kullanılsa bile, yumurtaların (a) bebek üretecek kadar güvenli olup olmadığını asla bilemeyeceğiz” diyor Hayashi.
Fare kuyruklarından yeniden programlanmış cilt hücreleri
Araştırmacılar, insanlar gibi bir X ve bir Y kromozomu içeren yetişkin erkek laboratuvar farelerinin kuyruklarından deri hücreleri topladılar ve onları indüklenmiş pluripotent kök hücrelere veya bilim adamlarının yeniden programladığı bir hücre türü olan iPSC’lere dönüştürdü. durum.
Embriyonik kök hücreleri taklit eden hücreler oluşturmak için belirli genleri tanıtan bu genetik mühendisliği süreci, bilim adamları tarafından geliştirildi. Shinya YamanakaNobel ödülünü kazanan.
(Her tür insan hücresi olabilen indüklenmiş pluripotent kök hücreler, insan hastalıklarını modellemek ve incelemek ve ilaç geliştirmek için biyolojik araştırmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.)
Hayashi, iPSC’lerin laboratuvarda yetiştirildiğinde, bazılarının kendiliğinden Y kromozomunu kaybederek, söz konusu hücre tipinin büyümesi için gerekli olmayan “XO” hücrelerine yol açtığını açıkladı.
Teknoloji, gelecekte doğurganlık tedavilerinin olanaklarını genişletmeye yardımcı olabilir.
Araştırmacılar, XO hücrelerini kültürlediler ve bazılarının hücre bölünmesindeki hatalar nedeniyle iki X kromozomu geliştirdiklerini ve onları kromozomal olarak dişi yaptığını buldular. Araştırmacılar, XO hücrelerini reversin adı verilen bir bileşikle tedavi etmenin XX hücrelerinin sayısını artırdığını buldular.
Oradan, ekip XX hücrelerini ilkel gametlere, yumurta ve spermin öncüllerine dönüştürdü ve daha sonra onları yumurtaya dönüştürmek için sinyallerle programlandı. Spermle döllendikten ve bir farenin rahmine yerleştirildikten sonra, yumurtalar canlı yavrular üretir.
Rod Mitchell, “Bu çalışma özellikle heyecan verici çünkü XY hücre kültürü sırasında meydana geldiği bilinen, Y kromozomunun kaybına ve ardından ikinci bir X kromozomunun kazanılmasına yol açan hatalardan yararlanıyor, bu da canlı yavrular üretebilen XX hücrelerine yol açıyor” dedi. Araştırmaya dahil olmayan İskoçya’daki Edinburgh Üniversitesi’ndeki MRC Üreme Sağlığı Merkezi’nde gelişimsel endokrinoloji profesörü olan Dr.
“Ancak, insanlarda (örneğin aynı cinsiyetten çiftlerde) potansiyel uygulama görülmeye devam ediyor. Fare çalışmasında, fare hücreleriyle oluşturulan embriyoların çok azı canlı yavrulara yol açtı ve embriyonik hücreleri yumurtalara dönüştürmek için gereken son adımlar, insan hücreleriyle güvenilir bir şekilde çoğaltılamadı” dedi. Edinburgh’daki Kraliyet Çocuk ve Gençlik Hastanesi’nde.
İmplante edilen 630 fare embriyosundan sadece 7’si yavru üretti. Hayashi’ye göre, bu düşük başarı oranı (yaklaşık %1) cinsiyet kromozomlarının dönüşüm sürecinden değil, laboratuvarda yetiştirilen hücrelerin genellikle canlı hayvanlardan daha düşük olmasından kaynaklanmaktadır.
“Bunun nedeni, kültür sisteminin koşullarının optimal olmamasıdır. Özellikle kültür süresi uzun olduğunda (bu durumda 5 ila 6 hafta), hücre potansiyeli etkilenir” dedi.
Ve şimdi bu?
Hayashi’nin araştırması, eşcinsel çiftlerin bir gün her iki ebeveynin de genlerini paylaşan bir bebeğe sahip olma olasılığını artırdı.
Hayashi, “Teknik ve etik nedenlerle erkek (insan) partnerlerden bebek üretmek zor olacak” diyor. “Ancak bu çalışmanın gösterdiği gibi, erkek çiftlerinden bebek üretmek teorik olarak mümkün.”
Sperm üretimi için gerekli olan Y kromozomunu içermedikleri için bunun aksini yani dişi hücrelerden sperm üretmenin daha zor olduğunu açıkladı. Hayashi, erkek hücrelerin zaten sahip olduğu bir X kromozomunu kopyalamanın, bir Y kromozomunu dişi hücrelere dönüştürmekten daha kolay olduğunu açıkladı.
Teknoloji, kuzey beyaz gergedanının neslinin tükenmesini önleyebilir. 30 yaşındaki Najin (ön planda) ve 19 yaşındaki kızı Fatu, gezegendeki türlerinin son ikisi.
Harvard Hukuk Okulu’nda hukuk profesörü olan James A. Attwood ve Leslie Williams’dan Glenn Cohen, çalışmanın toplumun üzerinde kafa yorması gereken zorlu etik ve yasal sorunları gündeme getirdiğini söyledi.
Bu sorunlar arasında embriyo yetiştirme – en iyilerini seçmek için yüzlerce embriyo üretimi – ve bir kişinin hücrelerinin yetkisiz kullanımı yer alır.
Cohen, “Yaratılan ancak kullanılmayan tüm embriyolara ne oluyor? Büyük çoğunluğun süresiz olarak yok edileceğini veya saklanacağını bildiğiniz halde, bu kadar çok potansiyel insan yaşamı yaratmak etik saygı standartlarına aykırı mı?” dedi. Harvard’ın Petrie-Flom Sağlık Hukuku Politikası, Biyoteknoloji ve Biyoetik Merkezi’nde hukuk direktörü.
“Aşırı uçta, Brad Pitt’in küvette bıraktığı dökülmüş deri hücrelerini, örneğin üremek üzere sperm veya yumurta toplamak için kullanan bir kişi hayal edin.”
Hayvanları yok olmaktan kurtarmak mı?
Mike McGrew, teknik, nesli tükenmekte olan türlerin korunması için umut vaat ediyor, ancak farelerde Y kromozomunun kendiliğinden kaybına ve X kromozomunun kopyalanmasına yol açan sürecin diğer memeli türlerinde de meydana gelip gelmeyeceği bilinmiyor. Edinburgh Üniversitesi Roslin Enstitüsü’nde Kuş Üreme Teknolojileri Profesörü.
E-posta yoluyla “Bu, türün korunması için çok heyecan verici bir bulgu” dedi. “Nesli tükenmekte olan hayvan türleri için saklanan genetik çeşitliliği kaydetmek için yaratılan çok sayıda ‘biyobanka’ hayal edilebilir. Bazı türler için tesadüfen sadece veya ağırlıklı olarak erkek hücreler elde edilebildi.”
Hayashi tarafından geliştirilen teknikler burada yardımcı olabilir Kuzey beyaz gergedanı için üreme programıFreie Universität Berlin’de Profesör ve Vahşi Hayvanların Üreme Tıbbı Başkanı ve Leibniz Hayvanat Bahçesi ve Yaban Hayatı Araştırma Enstitüsü Üreme Yönetimi Başkanı Thomas Hildebrandt diyor.
Bu türün dünyada sadece iki örneği kalmıştır ve ikisi de dişidir. Hildebrandt, ölen erkeklerden alınan sperm ve doku örneklerini kullanarak onları yapay olarak yeniden üretmeye çalışır.
“Bu, yarının teknolojisi, ancak genetik olarak sağlıklı bir nüfus yaratma fırsatımız var. Bu da ancak bu kök hücre yaklaşımıyla mümkündür” dedi Hildebrandt.
