Ilmuwan di Cina telah meluncurkan metode baru untuk membiakkan tikus bayi dengan dua orang tua pria, dan bayi yang dihasilkan dapat bertahan hidup sampai dewasa.
Ini bukan pertama kalinya para ilmuwan membiakkan tikus dengan dua ayah; Tim peneliti di Jepang melakukannya pada tahun 2023menggunakan pendekatan yang berbeda. Dalam studi baru, diterbitkan Selasa (28 Januari) di jurnal Sel induk selpara ilmuwan tidak hanya membiakkan tikus dua-ayah yang bisa hidup sampai dewasa, tetapi melakukannya dengan cara yang mungkin memberi cahaya baru pada rangkaian gen yang kompleks yang aktivitasnya bervariasi tergantung pada orang tua mana Anda mewarisi mereka. Masalah dengan gen -gen ini, yang dikenal sebagai “gen mencetak,” dapat menyebabkan a Berbagai gangguan pada manusiatermasuk Sindrom Angelman.
“Saya mengagumi pekerjaan – saya pikir ini pendekatan yang penting,” kata Keith Lathamseorang profesor ilmu hewan dan kebidanan, ginekologi dan biologi reproduksi di Michigan State University, yang tidak terlibat dalam penelitian ini. “Ini adalah langkah maju yang signifikan dalam memahami biologi cetakan,” katanya kepada Live Science.
Mengubah gen “tercetak”
Dalam studi 2023, para ilmuwan di Jepang mengumpulkan sel -sel kulit dari tikus jantan dewasa dan mengubah kulit menjadi sel induk yang dapat digunakan untuk menanam telur. Dengan menggunakan teknik yang cerdas, tim memastikan bahwa masing-masing sel telur ini membawa dua kromosom X-pasangan kromosom jenis kelamin yang biasanya ditemukan pada wanita. Tim kemudian menyuburkan telur yang dihasilkan ini dengan sperma dari tikus jantan, akhirnya menghasilkan sejumlah kecil keturunan yang gennya hanya berasal dari tikus jantan.
Terkait: 8 hewan yang memiliki kelahiran perawan
Studi baru, yang dilakukan di Cina, menggunakan pendekatan yang berbeda untuk mencapai hasil yang sama.
Para peneliti mulai dengan menghilangkan DNA dari telur yang belum matang, atau oosit, diambil dari tikus betina. Mereka kemudian memperkenalkan sperma ke dalam telur untuk menumbuhkan sel induk unik yang hanya terlihat pada embrio. Sel -sel induk embrionik ini, bersama dengan sperma dari tikus jantan, kemudian disuntikkan ke dalam telur kedua. Ini akhirnya memunculkan telur yang dibuahi yang dapat berkembang menjadi anak anjing tikus dengan DNA dari dua ayah.
Sebagai langkah penting, para ilmuwan memperkenalkan 20 tweak genetik ke dalam DNA sel induk. Tweak ini mengubah aktivitas pencetakan gen, yang unik karena keturunannya mewarisi dua salinan – satu dari ibu mereka dan satu dari ayah mereka – tetapi mereka hanya membutuhkan satu salinan untuk bekerja. Jadi, di setiap sel, satu salinan dari setiap gen yang dicetak ditutup sementara salinan kedua tetap fungsional.
Proses ini dikenal sebagai “pencetakan genom“Dan ketika itu salah, gangguan pencetakan muncul, menyebabkan masalah dengan pertumbuhan dan perkembangan. Ketika Anda mencoba membuat embrio dengan DNA dari dua ayah, Anda akan menghadapi banyak masalah pencetakan ini karena terlalu banyak gen ayah tetap aktif dan tidak Gen ibu ada di sekitar untuk mengkompensasi.
“Pendekatan kami secara langsung menargetkan gen yang dicetak, yang telah lama diduga memainkan peran sentral dalam hambatan reproduksi bi-paternal,” mempersulit tantangan menghasilkan keturunan dengan dua orang tua pria, studi co-lead penulis co-lead Zhi-kunseorang profesor di Akademi Ilmu Pengetahuan Cina di Beijing, mengatakan kepada Live Science dalam email.
Dalam penelitian sebelumnya, Li dan rekannya Tweak hanya tujuh hotsprinting hotsprintingatau “lokus” dalam genom, dan menghasilkan janin tikus yang berhasil melewati kehamilan, tetapi tikus -tikus itu mati setelah lahir, kata Li. Tikus memiliki kelainan, seperti hernia umbilikal, lidah yang menonjol dan organ internal yang membesar.
Secara sistematis, para peneliti menunjukkan asal -usul genetik dari masing -masing masalah ini dan memperkenalkan tweak genetik yang semakin banyak pada tikus. Dengan 18 modifikasi, tikus membutuhkan bantuan menyusu pada masa bayi tetapi bisa mencapai dewasa. Dengan 19 tweak, mereka memiliki masalah dengan pertumbuhan plasenta dalam kehamilan tetapi bernasib lebih baik setelah lahir. Satu tweak tambahan – menghasilkan 20, secara total – tampaknya menyelesaikan masalah plasenta itu.
Menariknya, pencetakan tampaknya menjadi masalah yang lebih besar untuk diatasi dengan keturunan bipaternal daripada keturunan bimaternal, penulis mencatat dalam laporan mereka. Dalam pekerjaan mereka sebelumnya, mereka dapat membiakkan tikus dengan dua ibu yang bertahan hidup sampai dewasa dengan tweake genetik yang jauh lebih sedikit, seperti halnya kelompok penelitian lainnya. Plus, partenogenesis spontan – di mana telur dapat dibuahi tanpa sperma – kadang -kadang terjadi pada hewan di luar lab.
Namun, “agak mengejutkan bahwa manipulasi hanya 20 gen pencetakan memungkinkan pengembangan embrio dua paternal yang relatif normal di mana ada ratusan lokus pencetakan pada tikus,” kata Dr. Kotaro Sasakiseorang profesor di Sekolah Kedokteran Hewan Universitas Pennsylvania dan Sekolah Kedokteran Perelman yang tidak terlibat dalam pekerjaan tersebut.
Namun, tikus yang dihasilkan masih memiliki defisit, termasuk rentang hidup yang lebih pendek daripada tikus normal, Sasaki mengatakan kepada Live Science dalam email. Eksperimen menunjukkan tikus juga tidak subur. Sebaliknya, segelintir tikus yang dibiakkan di Jepang dan bertahan sampai dewasa subur.
“Langkah kami selanjutnya termasuk menyempurnakan pendekatan pengeditan gen untuk menghasilkan hewan bi-paternal yang lebih sehat,” kata Li. Kemungkinan gen pencetakan tambahan dapat di -tweak untuk membantu menghilangkan masalah kesehatan yang tersisa, katanya. Tim juga ingin mencoba pendekatan mereka pada spesies hewan tambahan untuk melihat seberapa baik diterjemahkan.
Dalam jangka panjang, lini penelitian ini dapat membantu para ilmuwan lebih memahami gangguan pencetakan, berpotensi membuka jalan menuju perawatan yang digunakan pengeditan gen Untuk memperbaikinya pada manusia, Li menyarankan.
Latham menambahkan bahwa, dengan lebih memahami jalur genetik yang terlibat, para ilmuwan mungkin dapat mengidentifikasi cara untuk melawan gangguan dengan obat -obatan, daripada pengeditan gen. Dia menambahkan bahwa mungkin juga ada aplikasi untuk penelitian pertanian, jika akhirnya membantu peternak mengolah sifat -sifat yang diinginkan di ternak, misalnya.
Ketika datang ke manusia, Latham mengatakan kita ingin lebih memahami risiko dan manfaat dari pendekatan sebelum mencoba menggunakannya pada orang. Sasaki menggemakan sentimen itu, mencatat bahwa sejumlah rintangan teknologi dan kesulitan etika “semua aplikasi klinis yang menghambat pada manusia dalam waktu dekat.”
