दो पिताओं वाले चूहे नर त्वचा कोशिकाओं से बने अंडों से पैदा हुए थे

सात चूहे समान लिंग वाले माता-पिता से बनी संतानों के पैन्थियन में शामिल हो गए- और एकल माता-पिता से पैदा होने वाली संतानों के लिए दरवाजा खोल दिया।

में प्रकाशित एक अध्ययन में प्रकृति, शोधकर्ताओं ने वर्णन किया कि कैसे उन्होंने नर चूहों की पूंछ से त्वचा की कोशिकाओं को खुरच कर निकाल दिया और उनका उपयोग कार्यात्मक अंडा कोशिकाओं को बनाने के लिए किया। जब शुक्राणु के साथ निषेचित किया गया और सरोगेट में प्रत्यारोपित किया गया, तो भ्रूण ने स्वस्थ पिल्लों को जन्म दिया, जो बड़े हुए और उनके अपने बच्चे थे।

प्रजनन को फिर से लिखने के एक दशक लंबे प्रयास में अध्ययन नवीनतम है। अंडा शुक्राणु से मिलता है हठधर्मिता बनी हुई है। खेल में क्या है कि कैसे दो हिस्सों को उत्पन्न किया जाता है। IPSC (प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल) तकनीक के लिए धन्यवाद, वैज्ञानिक प्रकृति को बायपास करने में सक्षम हैं इंजीनियर कार्यात्मक अंडे, कृत्रिम अंडाशय का पुनर्निर्माण करें, और स्वस्थ को जन्म दें दो माताओं से चूहे. अभी तक कोई भी दो पिताओं से पैदा हुए स्वस्थ संतान के नुस्खे को नहीं समझ पाया है।

क्यूशू विश्वविद्यालय में डॉ. कात्सुहिको हयाशी दर्ज करें, जिन्होंने शरीर के बाहर युग्मक-शुक्राणु और अंडे-इंजीनियरिंग के महत्वाकांक्षी लक्ष्य का नेतृत्व किया है। उसका समाधान एक चतुर हैक से आया। पेट्री डिश के अंदर उगाए जाने पर, IPSC कोशिकाएं अपने डीएनए के बंडलों को खो देती हैं, जिन्हें क्रोमोसोम कहा जाता है। आम तौर पर, यह एक बड़ा सिरदर्द है क्योंकि यह कोशिका की अनुवांशिक अखंडता को बाधित करता है।

हयाशी को एहसास हुआ कि वह तंत्र को हाईजैक कर सकता है। वाई गुणसूत्र छोड़ने वाली कोशिकाओं के लिए चयन करते हुए, टीम ने कोशिकाओं का पोषण तब तक किया जब तक कि वे पूरी तरह से परिपक्व अंडे की कोशिकाओं में विकसित नहीं हो गईं। कोशिकाएं - जो पुरुष त्वचा कोशिकाओं के रूप में शुरू हुईं - सामान्य शुक्राणु के साथ निषेचन के बाद अंततः सामान्य चूहों में विकसित हुईं।

"मुराकामी और सहकर्मियों का प्रोटोकॉल प्रजनन जीव विज्ञान और प्रजनन अनुसंधान में नए रास्ते खोलता है," कहा डॉ। कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन फ्रांसिस्को (UCSF) में जोनाथन बायरल और डायना लैयर्ड, जो अध्ययन में शामिल नहीं थे।

मनुष्यों में रणनीति काम करेगी या नहीं यह देखा जाना बाकी है। चूहों में सफलता की दर केवल एक प्रतिशत से अधिक के अंश पर बहुत कम थी। फिर भी अध्ययन अवधारणा का एक प्रमाण है जो संभावनाओं के प्रजनन क्षेत्र की सीमाओं को आगे बढ़ाता है। और शायद अधिक तत्काल, अंतर्निहित तकनीक हमारे कुछ सबसे प्रचलित क्रोमोसोमल विकारों जैसे डाउन सिंड्रोम से निपटने में मदद कर सकती है।

"यह स्टेम सेल से अंडे और शुक्राणु के उत्पादन के लिए एक बहुत ही महत्वपूर्ण सफलता है," कहा एमआरसी सेंटर फॉर रिप्रोडक्टिव हेल्थ, एडिनबर्ग विश्वविद्यालय में डॉ। रॉड मिशेल, जो अध्ययन में शामिल नहीं थे।

एक प्रजनन क्रांति

हयाशी प्रजनन तकनीकों को बदलने में लंबे समय से अनुभवी हैं। 2020 में, उसकी टीम वर्णित आनुवंशिक परिवर्तन जो कोशिकाओं को एक डिश के अंदर अंडे की कोशिकाओं में परिपक्व होने में मदद करते हैं। एक साल बाद, वे पुनर्निर्माण अंडाशय कोशिकाओं जिसने निषेचित अंडों को स्वस्थ चूहा पिल्लों में विकसित किया।

इन तकनीकों के मूल में IPSC हैं। रासायनिक स्नान का उपयोग करके, वैज्ञानिक परिपक्व कोशिकाओं, जैसे त्वचा कोशिकाओं को वापस स्टेम-सेल जैसी स्थिति में बदल सकते हैं। आईपीएससी मूल रूप से जैविक प्लेडो हैं: रासायनिक "गूंधने" के सूप के साथ, उन्हें लगभग किसी भी प्रकार के सेल में शामिल किया जा सकता है और जमाया जा सकता है।

उनके लचीलेपन के कारण, IPSC को नियंत्रित करना भी कठिन होता है। अधिकांश कोशिकाओं की तरह, वे विभाजित होते हैं। लेकिन जब एक पेट्री डिश के अंदर बहुत लंबे समय तक रखा जाता है, तो वे विद्रोह करते हैं और या तो बहाते हैं- या उनके कुछ गुणसूत्रों को दोहराते हैं। कोशिकाओं की एक समान आबादी रखने की कोशिश करते समय यह किशोर अराजकता, जिसे ऐनुप्लोइडी कहा जाता है, वैज्ञानिकों के काम का अभिशाप है।

लेकिन जैसा कि नए अध्ययन से पता चलता है कि आणविक विद्रोह पुरुष कोशिकाओं से अंडे पैदा करने के लिए एक उपहार है।

X, Y से मिलता है और...O से मिलता है?

बात करते हैं सेक्स क्रोमोसोम की।

ज्यादातर लोगों के पास या तो XX या XY होता है। एक्स और वाई दोनों क्रोमोसोम हैं, जो डीएनए के बड़े बंडल हैं- एक स्पूल के चारों ओर लिपटे चित्र धागे। जैविक रूप से, XX आमतौर पर अंडे उत्पन्न करता है, जबकि XY सामान्य रूप से शुक्राणु पैदा करता है।

लेकिन यहाँ एक बात है: वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि दोनों प्रकार की कोशिकाएँ एक ही स्टॉक से शुरू होती हैं। बायरल और लैयर्ड ने बताया कि डब्ड प्राइमर्डियल जर्म सेल, या पीजीसी, ये कोशिकाएं एक्स या वाई क्रोमोसोम पर निर्भर नहीं होती हैं, बल्कि अपने शुरुआती विकास के लिए आसपास के रासायनिक वातावरण पर निर्भर करती हैं।

उदाहरण के लिए, 2017 में, हयाशी की टीम ने भ्रूण के स्टेम सेल को पीजीसी में बदल दिया, जो भ्रूण के अंडाशय या वृषण कोशिकाओं के साथ मिश्रित होने पर या तो कृत्रिम अंडे या शुक्राणु में परिपक्व हो गए।

यहां, टीम ने XY सेल को XX सेल में बदलने का कठिन काम किया। उन्होंने चूहों से भ्रूण स्टेम सेल के एक समूह के साथ शुरुआत की जो उनके वाई गुणसूत्रों को बहाते हैं - एक दुर्लभ और विवादास्पद संसाधन। एक ग्लो-इन-द-डार्क टैग का उपयोग करना जो केवल एक्स गुणसूत्रों पर पकड़ लेता है, वे निगरानी कर सकते हैं कि प्रकाश की तीव्रता के आधार पर सेल के अंदर कितनी प्रतियां थीं (याद रखें, XX XY की तुलना में उज्जवल होगा)।

पेट्री डिश के अंदर आठ राउंड तक कोशिकाओं को विकसित करने के बाद, टीम ने पाया कि लगभग छह प्रतिशत कोशिकाओं ने छिटपुट रूप से अपना Y गुणसूत्र खो दिया। XY के बजाय, वे अब केवल एक X को परेशान कर रहे थे - जैसे कि एक चॉपस्टिक जोड़ी का आधा गायब होना। टीम ने तब चुनिंदा रूप से इन कोशिकाओं को विभाजित करने के लिए XO करार दिया।

द रीज़न? कोशिकाएं दो नए में विभाजित होने से पहले अपने गुणसूत्रों को दोहराती हैं। क्योंकि कोशिकाओं में केवल एक X गुणसूत्र होता है, दोहराव के बाद कुछ संतति कोशिकाएँ XX के साथ समाप्त हो जाएँगी—दूसरे शब्दों में, जैविक रूप से मादा। रिवर्सिन नामक दवा को जोड़ने से प्रक्रिया में मदद मिली, XX कोशिकाओं की संख्या में वृद्धि हुई।

टीम ने फिर अपने पिछले काम में टैप किया। उन्होंने XX कोशिकाओं को पीजीसी जैसी कोशिकाओं में परिवर्तित कर दिया- वे जो अंडे या शुक्राणु में विकसित हो सकती हैं- और फिर परिवर्तित पुरुष त्वचा कोशिकाओं को परिपक्व अंडे में धकेलने के लिए भ्रूण अंडाशय कोशिकाओं को जोड़ा।

अंतिम परीक्षण के रूप में, उन्होंने एक सामान्य चूहे के शुक्राणु को प्रयोगशाला में बने अंडों में इंजेक्ट किया। एक महिला सरोगेट की मदद से, ब्लू-स्काई प्रयोग ने आधा दर्जन से अधिक पिल्लों का उत्पादन किया। उनका वजन पारंपरिक तरीके से पैदा हुए चूहों के समान था, और उनकी सरोगेट माँ ने एक स्वस्थ प्लेसेंटा विकसित किया। सभी पिल्ले वयस्कता में बढ़े और उनके अपने बच्चे थे।

धक्का देने वाली सीमाएं

तकनीक अभी भी अपने शुरुआती दिनों में है। एक के लिए, इसकी सफलता दर बेहद कम है: स्थानांतरित किए गए 7 भ्रूणों में से केवल 630 पूर्ण विकसित वयस्क होने तक जीवित रहे। सफल होने की केवल 1.1 प्रतिशत संभावना के साथ- विशेष रूप से चूहों में- पुरुष मानव जोड़ों को प्रौद्योगिकी लाने के लिए यह एक कठिन बिक्री है। हालांकि बच्चे के चूहे वजन के मामले में अपेक्षाकृत सामान्य लग रहे थे और प्रजनन कर सकते थे, वे आनुवंशिक या अन्य कमियों को भी बंद कर सकते थे - ऐसा कुछ जो टीम आगे की जांच करना चाहती है।

"एक चूहे और इंसान के बीच बड़े अंतर हैं," कहा एक पूर्व सम्मेलन में हयाशी।

उस ने कहा, प्रजनन एक तरफ, अध्ययन तुरंत क्रोमोसोमल विकारों को समझने में मदद कर सकता है। डाउन सिंड्रोम, उदाहरण के लिए, क्रोमोसोम 21 की एक अतिरिक्त प्रति के कारण होता है। अध्ययन में, टीम ने पाया कि माउस भ्रूण स्टेम कोशिकाओं का इलाज रिवर्सिन के साथ एक समान दोष को बरकरार रखता है - वह दवा जो XY को XX कोशिकाओं में बदलने में मदद करती है - चूहों से छुटकारा अन्य गुणसूत्रों को प्रभावित किए बिना अतिरिक्त प्रति। यह मानव उपयोग के लिए तैयार होने से बहुत दूर है। हालांकि, प्रौद्योगिकी अन्य वैज्ञानिकों को समान क्रोमोसोमल विकारों के लिए निवारक या स्क्रीनिंग उपायों का शिकार करने में मदद कर सकती है।

लेकिन शायद जो सबसे पेचीदा है वह है जहां तकनीक प्रजनन जीव विज्ञान ले सकती है। एक दुस्साहसी प्रयोग में, टीम ने दिखाया कि एक एकल पुरुष IPSC लाइन से कोशिकाएँ संतान पैदा कर सकती हैं - पिल्ले जो वयस्कता में बढ़े।

सरोगेट माताओं की मदद से, "इससे यह भी पता चलता है कि एक अकेले आदमी का एक जैविक बच्चा हो सकता है ... दूर भविष्य में," होक्काइडो विश्वविद्यालय के एक बायोएथिसिस्ट डॉ. तेत्सुया इशी ने कहा। यह कार्य जैवसंरक्षण को भी बढ़ावा दे सकता है, केवल एक नर से लुप्तप्राय स्तनधारियों का प्रचार कर सकता है।

हयाशी अपने काम की नैतिकता और सामाजिक निहितार्थों से अच्छी तरह वाकिफ हैं। लेकिन अभी के लिए, उनका ध्यान लोगों की मदद करने और पुनरुत्पादन के नियमों को समझने और फिर से लिखने पर है।

बेयरल और लैयर्ड ने कहा, अध्ययन "प्रजनन जीव विज्ञान में एक मील का पत्थर" है।

छवि क्रेडिट: कात्सुहिको हयाशी, ओसाका विश्वविद्यालय

• एसईओ संचालित सामग्री और पीआर वितरण। आज ही प्रवर्धित हो जाओ।
• प्लेटोब्लॉकचैन। Web3 मेटावर्स इंटेलिजेंस। ज्ञान प्रवर्धित। यहां पहुंचें।
• स्रोत: https://singularityhub.com/2023/03/28/mice-with-two-dads-were-born-from-eggs-made-from-male-skin-cells/