İki Babadan Meydana Gelen ve Annesi Olmayan Fare Yetişkinliğe Kadar Hayatta Kaldı

Bu başarı, Çin Bilim Akademisi'nden (CAS) moleküler biyolog Zhi-kun Li liderliğindeki Çin'deki bir grup araştırmacı tarafından hassas kök hücre mühendisliği kullanılarak gerçekleştirildi.

Bilim insanları ilk kez iki erkek ebeveyne sahip bir fare yaratmıyor. Japonya'daki araştırmacılar 2023 yılında farklı bir teknik kullanarak benzer bir başarıya imza atmışlardı.

Bundan önce, erkek kök hücrelerden yumurta üretme girişimleri başarısızlıkla sonuçlanmıştı. Dişi bir taşıyıcı anne aracılığıyla doğan annesiz yavrular tipik olarak yaşayamıyor ve ciddi gelişimsel kusurlar gösteriyor.

Yakın zamanda Çin'de yaratılan 'bi-paternal' fareler için durum böyle değil. Bu yetişkin memeliler kendi kendilerine üreme yeteneğine sahip değildir, ancak ölümcül beslenme veya solunum güçlükleri olmaksızın öncekilerden daha sağlıklıdırlar.

Bununla birlikte, kardeşlerinin yaklaşık yarısı yetişkinliğe ulaşamadı ve canlı embriyoların yaklaşık yüzde 90'ı doğuma ulaşamadı, bu da sürecin başarı oranının hala geliştirilebileceği anlamına geliyor.

Aynı tekniğin kendi türümüzde de uygulanabilmesi için daha kat edilmesi gereken uzun bir yol var, ancak çalışmanın yazarları çalışmalarının bilim insanlarının benzer genetik sorunlardan kaynaklanan insan doğumsal bozukluklarını daha iyi anlamalarına yardımcı olduğunu söylüyor.

Genellikle, bir erkek spermi bir dişi yumurtasını döllediğinde, genlerin ikiye katlanması söz konusudur; bu da her çiftin bir yarısının susturulması gerektiği anlamına gelir.

Bununla birlikte, genetik materyal iki spermden geldiğinde, genellikle bir genin her iki kopyasının da yanlışlıkla iptal edildiği ve gelişimsel bozukluklara yol açan çifte susturma etkisine neden olabilir.

Buna imprinting anormalliği denir ve belirli genlerin veya kromozomal bölgelerin düzenlenmesi bir erkek ve dişi ebeveynden gelen katkılara bağlı olduğu için ortaya çıkar.

Li ve meslektaşları, gen silmeleri, bölge düzenlemeleri ve genetik baz çiftlerinin eklenmesi veya silinmesi de dahil olmak üzere bir dizi genetik teknik kullanarak bu özel durumlardan 20'sinin nasıl düzeltileceğini bulmuşlardır.

CAS'tan kök hücre araştırmacısı Wei Li, “Bu çalışma, kök hücre ve rejeneratif tıp araştırmalarındaki bir dizi sınırlamanın ele alınmasına yardımcı olacak” diyor.

CAS'tan ortak yazar Qi Zhou, “Baskı genlerinin benzersiz özellikleri, bilim insanlarının memelilerde tek eşeyli üremenin önünde temel bir engel olduğuna inanmalarına yol açtı” diyor.

“Yapay olarak iki anneli veya iki babalı embriyolar oluştururken bile, düzgün bir şekilde gelişemiyorlar ve bu genler nedeniyle gelişim sırasında bir noktada duruyorlar.”

Japonya'daki araştırmacılar ilk kez 2004 yılında iki anneli ve biyolojik babası olmayan fareler yarattı, ancak sperm gerekmeden üremek, yumurta gerekmeden üremekten daha kolay.

Bunun nedeni yumurtanın kilit hücresel mekanizmaları, besinleri ve yetişkin bir organizmada her hücre tipini tetikleme gücünü barındırmasıdır. Doğada bazı hayvan türleri sperm olmadan da üreyebilir ve babasız yavrular aslında annenin klonları haline gelir.

Buna karşılık, iki babası olan ve annesi olmayan bir hayvanın doğal bir örneği yoktur. Yumurtayla karşılaştırıldığında, olgun sperm hücreleri son derece özelleşmiştir ve başka hücrelere bölünemezler.

Bunu aşmak için bilim insanlarının erkek embriyonik kök hücrelerinden yumurta benzeri hücreler oluşturması ve ardından bu yumurtaları farklı bir erkekten sperm kullanarak döllemesi gerekiyordu.

Döllenmeden önce, her genin yalnızca bir kopyasının yavrularda ifade edilmesini sağlamak için araştırmacılar tarafından baskı genleri değiştirildi.

Bu teknik, çift ebeveynli fareler için başarı oranını artırmıştır. 2023'te Japonya'daki araştırmacılar, iki ebeveynli embriyolarının yüzde 1,1'inin canlı doğum yaptığını bildirdi. Bu yeni tekniği kullanarak, embriyoların yaklaşık yüzde 13'ü canlı yavru üretti.

Ancak Japonya'daki farelerin aksine, Çin'dekiler kısır görünüyor.

Zhi-kun Li, “Baskı genlerinde yapılacak daha ileri modifikasyonlar, potansiyel olarak canlı gamet üretebilen sağlıklı çift ebeveynli farelerin üretilmesini kolaylaştırabilir ve baskı ile ilgili hastalıklar için yeni tedavi stratejilerine yol açabilir” diyor.

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.