Pentru prima dată, oamenii de știință au reușit să creeze un șoarece bi-paternal, adică un șoarece cu doi tați biologici, care a supraviețuit până la maturitate. Acest progres reprezintă un pas uriaș în domeniul științific, cu potențiale implicații în medicina regenerativă, conservarea speciilor și o mai bună înțelegere a reproducerii la mamifere.
Anterior, cercetătorii au reușit să obțină șoareci cu două mame, însă încercările de a face același un au fost mult mai dificile. Procesul presupune obținerea unui ovul din celule stem pluripotente masculine și fertilizarea acestuia cu spermatozoizii unui alt mascul. Însă dezvoltarea embrionilor se oprea prematur din cauza unui fenomen numit imprimare genomică, un mecanism prin care anumite gene materne sau paterne sunt dezactivate în timpul dezvoltării, constituind un obstacol fundamental pentru reproducerea unisexuală la mamifere.
Pentru a depăși această barieră, echipa a folosit tehnologia de editare genetică CRISPR/Cas9 pentru a modifica 20 de gene implicate în procesul de imprimare genomică.
„Aceste gene prezintă modele diferite de expresie în funcție de genomul parental și au fost considerate un obstacol major în reproducerea unisexuală. Metoda noastră ne-a permis să le modificăm și să depășim provocările care până acum împiedicau crearea șoarecilor bi-paternali viabili”, a explicat Zhi-kun Li, coautor al studiului și cercetător la Academia Chineză de Științe, pentru IFLScience.
Cercetătorii chinezi au reușit să creeze un un șoarece cu doi tați
Astfel, echipa a reușit să producă, în premieră mondială, șoareci cu doi tați care au supraviețuit . „Interesant este că acest rezultat nu a fost obținut prin modificarea regiunilor genomice letale, a căror alterare ar fi dus de obicei la moartea embrionilor. În schimb, am editat progresiv gene implicate în procese de supracreștere, iar prin această abordare cumulativă am reușit să generăm adulți viabili”, a adăugat Li.
Cercetătorii au mai descoperit că celulele stem embrionare modificate au prezentat o eficiență de dezvoltare mai mare în comparație cu cele nemodificate. De asemenea, șoarecii bi-paternali au avut o rată de clonare îmbunătățită față de cei sălbatici, ceea ce sugerează că noua metodologie ar putea avea aplicații practice semnificative.
„Credem că tehnicile de editare genetică pe care le-am dezvoltat pentru genele imprimate ar putea avea aplicații importante în medicina regenerativă și în cercetarea clonării, în special pentru terapiile bazate pe celule stem”, a declarat Li. Rezultatele studiului oferă dovezi puternice că anomaliile de imprimare genomică reprezintă principala barieră în reproducerea unisexuală la mamifere, deși cercetarea nu este lipsită de limitări.
Care sunt limitările unei astfel de cercetări?
Chiar dacă șoarecii bi-paternali au reușit să ajungă la maturitate pentru prima dată, mai mult de jumătate nu s-au dezvoltat complet, iar cei care au supraviețuit au avut o speranță de viață redusă și probleme de creștere. De asemenea, toți au fost sterili.
Cu toate acestea, cercetătorii sunt optimiști că metodele lor pot fi îmbunătățite pentru a depăși aceste probleme.
„Această cercetare are un caracter fundamental, iar editarea genetică de acest tip nu le este aplicabilă oamenilor. Totuși, studiul nostru oferă o mai bună înțelegere a barierelor genetice din reproducerea unisexuală la mamifere. De asemenea, are un potențial important pentru medicina regenerativă și eforturile de pe cale de dispariție. Șoarecii bi-paternali din studiul nostru nu sunt destinați să servească drept modele pentru reproducerea umană, ci oferă indicii valoroase despre reproducerea mamiferelor și imprimarea genomică”, a subliniat Li.
Studiul a fost publicat în revista Cell Stem Cell.