736
Τα ποντίκια με δύο μαμάδες είναι πιο μικρόσωμα και ζουν περισσότερο, ενώ αυτά με δύο μπαμπάδες έχουν μεγαλύτερο μέγεθος και μικρότερο προσδόκιμο ζωής | Shutterstock

Ποντίκια από δύο πατέρες, χωρίς μητέρα

Protagon Team Protagon Team 30 Ιανουαρίου 2025, 19:24
Τα ποντίκια με δύο μαμάδες είναι πιο μικρόσωμα και ζουν περισσότερο, ενώ αυτά με δύο μπαμπάδες έχουν μεγαλύτερο μέγεθος και μικρότερο προσδόκιμο ζωής
|Shutterstock

Ποντίκια από δύο πατέρες, χωρίς μητέρα

Protagon Team Protagon Team 30 Ιανουαρίου 2025, 19:24

Ποντίκια από δύο πατέρες γεννήθηκαν σε εργαστήριο της Κίνας, από επιστήμονες που χρησιμοποίησαν μόνο αρσενικά γονίδια για τη δημιουργία των εμβρύων. Μάλιστα, τα ποντίκια επέζησαν ως την ενηλικίωσή τους.

Ο Ζι Κουν Λι, της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών, και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν την τεχνική γενετικής τροποποίησης CRISPR για να δημιουργήσουν τα ποντίκια, χρησιμοποιώντας μια νέα προσέγγιση για να στοχεύσουν γονίδια που κανονικά πρέπει να κληρονομηθούν τόσο από τους αρσενικούς όσο και από τους θηλυκούς γονείς. Ελπίζουν να χρησιμοποιήσουν την ίδια προσέγγιση για να δημιουργήσουν πρωτεύοντα θηλαστικά με δύο μπαμπάδες.

Η εν λόγω εργασία, που δημοσιεύεται στο επιστημονικό περιοδικό Cell Stem Cell, βοηθάει να κατανοήσουμε καλύτερα ένα παράξενο βιολογικό φαινόμενο γνωστό ως αποτύπωση, το οποίο προκαλεί την έκφραση ορισμένων γονιδίων με διαφορετικό τρόπο, ανάλογα με τoν γονέα από τον οποίο προέρχονται. Για αυτά τα γονίδια, τα ζώα κληρονομούν μια «δόση» από κάθε γονέα και τα δύο μέρη πρέπει να λειτουργούν αρμονικά για να δημιουργήσουν ένα υγιές έμβρυο. Χωρίς και τις δύο δόσεις, η γονιδιακή έκφραση μπορεί να αλλοιωθεί και τα έμβρυα που προκύπτουν μπορεί να καταλήξουν με ανωμαλίες.

Αυτό διαπίστωσαν οι ερευνητές σε προηγούμενες προσπάθειες να δημιουργήσουν ποντίκια με δύο μπαμπάδες. Στη δεκαετία του 1980, επιστήμονες στο Ηνωμένο Βασίλειο προσπάθησαν να εγχύσουν τον πυρήνα ενός σπερματοζωαρίου που περιείχε DNA σε ένα γονιμοποιημένο ωάριο. Τα έμβρυα που προέκυψαν είχαν DNA από δύο αρσενικά (καθώς και μια μικρή ποσότητα DNA από ένα θηλυκό). Οταν όμως αυτά τα έμβρυα μεταφέρθηκαν στις μήτρες παρένθετων μητέρων, κανένα από αυτά δεν οδήγησε σε υγιή γέννηση.

Ο Λι και οι συνεργάτες του ακολούθησαν μια διαφορετική προσέγγιση, χρησιμοποιώντας γονιδιακή επεξεργασία για να εξαλείψουν εντελώς τα αποτυπωμένα γονίδια. Περίπου 200 από τα γονίδια του ποντικού είναι αποτυπωμένα, αλλά η ομάδα επικεντρώθηκε σε 20 που είναι γνωστό ότι είναι σημαντικά για την ανάπτυξη του εμβρύου.

Ακολούθησε μια σειρά από περίπλοκα πειράματα. Οπως περιγράφει το MIT Technology Review, αρχικά η ομάδα καλλιέργησε κύτταρα με DNA σπέρματος για να συλλέξει βλαστοκύτταρα στο εργαστήριο. Στη συνέχεια, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν την τεχνική CRISPR για να «πειράξουν» τα 20 γονίδια – στόχους.

Αυτά τα γονιδιακά τροποποιημένα κύτταρα εγχύθηκαν στη συνέχεια, μαζί με άλλα σπερματοζωάρια, σε ωοκύτταρα από τα οποία είχαν αφαιρεθεί οι πυρήνες. Το αποτέλεσμα ήταν εμβρυϊκά κύτταρα με DNA από δύο αρσενικά ποντίκια. Τα κύτταρα αυτά μεταφέρθηκαν ακολούθως σε ένα είδος «εμβρυϊκού κελύφους» το οποίο χρησιμοποιείται στην έρευνα και παρέχει τα κύτταρα που απαιτούνται για τη δημιουργία πλακούντα. Τα έμβρυα που προέκυψαν μεταφέρθηκαν στις μήτρες θηλυκών ποντικών.

Το πείραμα πέτυχε ως έναν βαθμό. Από τα 164 έμβρυα που εμφυτεύθηκαν, γεννήθηκαν επτά μικρά τα οποία επέζησαν μέχρι την ενηλικίωσή τους. Ωστόσο, είχαν διαφορές από τα ποντικάκια με μαμά και μπαμπά. Εγιναν μεγαλύτερα σε μέγεθος και τα εσωτερικά όργανά τους ήταν διογκωμένα διευρυμένα. Δεν ζούσαν όσο και τα φυσιολογικά ποντίκια και ήταν στείρα.

Ο Ντούσκο Ιλιτς, καθηγητής της επιστήμης των βλαστικών κυττάρων στο King’s College του Λονδίνου, ο οποίος δεν συμμετείχε στην εργασία, δήλωσε στους βρετανικούς Times σχετικά με την κινεζική μελέτη: «Ενώ παρουσιάζει ενδιαφέροντα ευρήματα, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η δυνατότητα εφαρμογής των αποτελεσμάτων αυτών στους ανθρώπους παραμένει πολύ μακρινή».

CRISPR, βγαλμένο από τη φύση των… βακτηρίων

Το CRISPR (συντομογραφία του «Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats») είναι μια τεχνολογία που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες για την επιλεκτική τροποποίηση του DNA ζωντανών οργανισμών. Το CRISPR προσαρμόστηκε για χρήση στο εργαστήριο από τους φυσικούς μηχανισμούς επεξεργασίας γονιδιώματος που απαντώνται στα βακτήρια. Στη φύση, είναι μια διαδικασία άμυνας για τον εντοπισμό και την εξολόθρευση εισβολέων στον οργανισμό – μηχανισμός που ανακαλύφθηκε το 1987.

Το CRISPR έφερε πραγματική επανάσταση στον τομέα της γονιδιακής τροποποίησης.

Πριν από αυτό, τα περισσότερα εργαλεία γονιδιακής επεξεργασίας ήταν μία μόνο πρωτεΐνη. Αλλάζοντας την πεπτιδική αλληλουχία της εκάστοτε πρωτεΐνης, οι επιστήμονες μπορούσαν να αλλάξουν τους στόχους της. Η διαδικασία επανασχεδιασμού και δοκιμής της «νέας» πρωτεΐνης ήταν χρονοβόρα και με απρόβλεπτα αποτελέσματα.

Στη μέθοδο CRISPR η κωδικοποίηση γίνεται σε RNA και όχι σε πρωτεΐνη, κάνοντας τη διαδικασία απλούστερη και ταχύτερη. Οι επιστήμονες περιγράφουν τη διαδικασία επεξεργασίας του γονιδιώματος CRISPR παρόμοια με τον χειρισμό ενός GPS: αν θέλετε να πάτε στον προορισμό Α, απλώς πληκτρολογείτε τη διεύθυνση, και για να αλλάξετε στον προορισμό Β, απλώς πληκτρολογείτε τη νέα τοποθεσία. Αντίστοιχα, αυτό το εργαλείο μειώνει δραστικά τις επιβαρύνσεις, το κόστος, και τους χρόνους, ενώ αυξάνει την ακρίβεια και την αποτελεσματικότητα. Ετσι, φέρνει πιο κοντά τις γονιδιακές θεραπείες για μια σειρά από ασθένειες.

Το 2020, οι κυρίες Εμανουέλ Σαρπεντιέ και Τζένιφερ Ντάουντνα βραβεύθηκαν με το Νομπέλ Χημείας για την ανάπτυξη της μεθόδου CRISPR.

Ακολουθήστε το Protagon στο Google News

Διαβάστε ακόμη...

Διαβάστε ακόμη...