Ученые в Китае создали мышей с двумя биологическими отцами, что бросает вызов нашему пониманию размножения млекопитающих. В то время как мыши демонстрировали значительные аномалии развития и были стерильными, исследование могло однажды помочь в сохранении критических исчезающих видов, которые находятся до нескольких образцов (и не так много женщин).

Достижение основывается на десятилетиях исследования в явлении, известном как геномный импринтинг, где определенные гены экспрессируются по -разному в зависимости от того, унаследованы ли они от матери или отца. Эта биологическая причуда уже давно рассматривается как барьер для унисексуального размножения у млекопитающих. Но, используя CRISPR, мощный инструмент для редактирования генов, исследователи теперь обошли некоторые из этих барьеров-хотя и несовершенно.

«Это заметное достижение в генетической инженерии млекопитающих»,-сказал Жи-Кун Ли, биолог по развитию в Китайской академии наук и первом авторе исследования, Рейтер Полем Ранее группа Ли выпускала первых мышей, родившихся от двух родителей.

CRISPR против репродукции млекопитающих

Млекопитающие, как правило, требуют генетического вклада как мужчины, так и самки для получения жизнеспособного потомства. Это из -за импринтированных генов, которые действуют как биологический замок, гарантируя, что эмбрионы развиваются правильно только тогда, когда они наследуют правильную «дозу» генов от каждого родителя. Без этого баланса развитие может пойти не так.

Чтобы создать мышей с двумя отцами, исследователи нацелены на 20 из этих импринтированных генов в мужских эмбриональных стволовых клетках, используя CRISPR для удаления или их модификации. Затем они объединили эти отредактированные клетки с помощью сперматозоидов и вводили их в яичные клетки, у которых их ядра были удалены. Полученные эмбрионы были переданы суррогатным матерям, что привело к рождению 134 щенков.

Но их успех был строго ограничен. Только около 12% эмбрионов выжили до рождения, и более половины из них погибли, прежде чем достичь взрослой жизни. Выжившие мыши были стерильными, имели черепно -лицевые деформации и проявляли поведенческие отклонения.

«Двухпатерные мыши демонстрировали расстройства развития, в том числе трудности сосания и более широкое соотношение лиц и длины»,-сказал Гуан-Зхенг Луо, соавтор исследования.

Исследователям удалось облегчить некоторые дефекты, инактивируя конкретный ген развития в последующих попытках. Тем не менее, мыши все еще показали признаки ненормального роста и сокращения продолжительности жизни.

Шаг вперед для науки — и сохранение

Для некоторых видов, находящихся под угрозой исчезновения, где поиск партнера может быть почти невозможным, унисексуальное воспроизведение может предложить спасательный круг. «Этот метод обеспечивает потенциальный метод для производства потомства, не полагаясь на сложные процессы дифференцировки стволовых клеток», — сказал Ли.

Результаты также показывают некоторые новые фундаментальные идеи о геномном импринтинге. Предыдущие исследования показали, что мыши с двумя матерями (впервые достигнутые в 2018 году), как правило, меньше и живут дольше, в то время как новое исследование показывает, что мыши с двумя отцами растут больше и умирают раньше. Это означает, что отцовские гены могут способствовать росту, в то время как материнские гены сдерживают его.

«Это захватывающе», — сказал Котаро Сасаки, биолог по развитию в Университете Пенсильвании, который не участвовал в исследовании MIT Tech Review Полем «Эта работа помогает нам лучше понять роль импринтинга в разработке и воспроизведении».

Что это значит для людей?

Эти интригующие результаты задают вопрос: может ли то же самое можно было бы у людей? Ребенок зачал двух родителей -мужчин? На данный момент этот сценарий суждено провалиться.

«Редактирование 20 импринтированных генов у людей не будет приемлемо», — сказал Ли. «Создание людей, которые не могли бы быть здоровыми или жизнеспособными, просто не вариант».

«Я не могу себе представить, что эти эксперименты могут быть когда -либо воспроизведены на людях», — добавил Мартин Либ, биолог стволовых клеток в Vienna Max Perutz Labs. «Это было бы неэтично и против закона».

Тем не менее, исследователи в Китае надеются распространить свою работу на приматов, которые имеют более генетическое сходство с людьми. «Мы стремимся расширить экспериментальные подходы, разработанные в этом исследовании на более крупные животные, включая обезьян», — сказал Ли.

Исследование появилось в журнале Клеточная стволовая клетка Полем