Erkek Deri Hücrelerinden Yapılan Yumurtalardan İki Babalı Fareler Doğdu

Yedi fare, aynı cinsiyetten ebeveynlerden yaratılan yavrular panteonuna yeni katıldı ve tek bir ebeveynden doğan yavrulara kapıyı açtı.

Yayınlanan bir çalışmada Tabiat, araştırmacılar erkek farelerin kuyruklarından deri hücrelerini nasıl kazıdıklarını ve bunları fonksiyonel yumurta hücreleri oluşturmak için kullandıklarını anlattılar. Sperm ile döllendiğinde ve bir taşıyıcı anneye nakledildiğinde, embriyolar büyüyen ve kendi bebekleri olan sağlıklı yavrulara yol açtı.

Çalışma, reprodüksiyonu yeniden yazmaya yönelik on yıllık bir girişimin en sonuncusu. Yumurta spermle buluşuyor dogma olarak kalıyor. Önemli olan, iki yarının nasıl oluşturulduğudur. iPSC (indüklenmiş pluripotent kök hücre) teknolojisi sayesinde, bilim adamları doğayı baypas etmeyi başardılar. mühendis fonksiyonel yumurta, yapay yumurtalıkları yeniden inşa etmek, ve sağlıklı doğurmak iki anneden fareler. Yine de hiç kimse iki babadan doğan sağlıklı yavruların tarifini çözebilmiş değil.

Vücudun dışında gametler (sperm ve yumurta) tasarlama iddialı hedefine öncülük eden Kyushu Üniversitesi'nden Dr. Katsuhiko Hayashi'ye girin. Çözümü zekice bir saldırıdan geldi. iPSC hücreleri, petri kaplarının içinde büyüdüğünde, kromozom adı verilen DNA demetlerini kaybetme eğilimindedir. Normalde bu çok büyük bir baş ağrısıdır çünkü hücrenin genetik bütünlüğünü bozar.

Hayashi, mekanizmayı ele geçirebileceğini fark etti. Ekip, Y kromozomunu döken hücreleri seçerek, hücreleri tamamen olgun yumurta hücrelerine dönüşene kadar besledi. Erkek deri hücreleri olarak başlayan hücreler, normal spermle döllendikten sonra sonunda normal farelere dönüştü.

"Murakami ve iş arkadaşlarının protokolü, üreme biyolojisi ve doğurganlık araştırmalarında yeni yollar açıyor" şuraya Dr. Çalışmaya dahil olmayan Kaliforniya Üniversitesi, San Francisco'dan (UCSF) Jonathan Bayerl ve Diana Laird.

Stratejinin insanlarda işe yarayıp yaramayacağı henüz belli değil. Farelerdeki başarı oranı, yüzde birin üzerinde sadece bir snippet'te çok düşüktü. Yine de çalışma, üreme olasılıkları dünyasının sınırlarını daha da zorlayan bir kavram kanıtıdır. Ve belki de daha acil olarak, altta yatan teknoloji, Down sendromu gibi en yaygın kromozomal bozukluklarımızdan bazılarının üstesinden gelmeye yardımcı olabilir.

Bu, kök hücrelerden yumurta ve sperm üretimi için çok önemli bir atılım” dedi. şuraya Çalışmaya dahil olmayan Edinburgh Üniversitesi MRC Üreme Sağlığı Merkezi'nden Dr. Rod Mitchell.

Üreme Devrimi

Hayashi, üreme teknolojilerini dönüştürmekte uzun süredir deneyimlidir. 2020'de onun takımı hücrelerin bir tabak içinde yumurta hücrelerine dönüşmesine yardımcı olan genetik değişiklikleri tanımladı. Bir yıl sonra onlar yeniden yapılandırılmış yumurtalık hücreleri Döllenmiş yumurtaları sağlıklı fare yavrularına besleyen.

Bu teknolojilerin merkezinde iPSC'ler bulunur. Bilim adamları, kimyasal bir banyo kullanarak deri hücreleri gibi olgun hücreleri kök hücre benzeri bir duruma geri dönüştürebilirler. iPSC'ler temel olarak biyolojik oyun hamurlarıdır: bir kimyasal "yoğurma" çorbasıyla ikna edilebilirler ve neredeyse her tür hücreye dönüştürülebilirler.

Esneklikleri nedeniyle, iPSC'lerin kontrol edilmesi de zordur. Çoğu hücre gibi bölünürler. Ancak bir petri kabında çok uzun süre tutulduklarında isyan ederler ve kromozomlarının bir kısmını ya dökerler ya da çoğaltırlar. Anöploidi adı verilen bu yeniyetme anarşisi, tek tip bir hücre popülasyonunu korumaya çalışırken bilim adamlarının işinin belasıdır.

Ancak yeni çalışmanın gösterdiği gibi, bu moleküler isyan, erkek hücrelerden yumurta üretmek için bir hediye.

X, Y ile Buluşuyor ve…O ile Buluşuyor mu?

Cinsiyet kromozomlarından bahsedelim.

Çoğu insanda XX veya XY vardır. Hem X hem de Y, büyük DNA demetleri olan kromozomlardır - bir makara etrafına sarılmış resim iplikleri. Biyolojik olarak XX genellikle yumurta üretirken, XY normalde sperm üretir.

Ama olay şu: bilim adamları uzun zamandır her iki hücre tipinin de aynı stoktan başladığını biliyorlar. Bayerl ve Laird, ilkel germ hücreleri veya PGC'ler olarak adlandırılan bu hücrelerin, X veya Y kromozomlarına değil, ilk gelişimleri için çevrelerindeki kimyasal ortama güvenmediğini açıkladı.

Örneğin, 2017'de Hayashi'nin ekibi embriyonik kök hücreleri, fetal yumurtalık veya testis hücreleriyle karıştırıldığında yapay yumurtalara veya spermlere olgunlaşan PGC'lere dönüştürdü.

Burada ekip, bir XY hücresini XX hücresine dönüştürmek gibi daha zor bir görevi üstlendi. Nadir ve tartışmalı bir kaynak olan Y kromozomlarını döken farelerden alınan bir grup embriyonik kök hücre ile başladılar. Yalnızca X kromozomlarını yakalayan karanlıkta parlayan bir etiket kullanarak, ışık yoğunluğuna bağlı olarak bir hücrenin içinde kaç tane kopya olduğunu izleyebildiler (unutmayın, XX, XY'den daha parlak parlayacaktır).

Ekip, hücreleri petri kaplarında sekiz tur büyüttükten sonra, hücrelerin kabaca yüzde altısının Y kromozomunu sporadik olarak kaybettiğini buldu. XY yerine, artık yalnızca bir X'i barındırıyorlardı; tıpkı bir çubuk çiftinin yarısının eksik olması gibi. Ekip daha sonra, XO olarak adlandırılan bu hücreleri bölmek için seçerek ikna etti.

Nedeni? Hücreler, iki yeni hücreye bölünmeden önce kromozomlarını çoğaltır. Hücrelerde yalnızca bir X kromozomu olduğu için, kopyalamadan sonra yavru hücrelerin bir kısmı XX ile sonuçlanacaktır, yani biyolojik olarak dişi olacaktır. Reversine adı verilen bir ilacın eklenmesi, XX hücrelerinin sayısını artırarak sürecin ilerlemesine yardımcı oldu.

Ekip daha sonra önceki çalışmalarından yararlandı. XX hücrelerini, yumurta veya sperme dönüşebilen PGC benzeri hücrelere dönüştürdüler ve ardından, dönüştürülmüş erkek deri hücrelerini olgun yumurtalara itmek için fetal yumurtalık hücreleri eklediler.

Nihai test olarak, normal bir fareden alınan spermi laboratuvar yapımı yumurtalara enjekte ettiler. Dişi bir taşıyıcı annenin yardımıyla, mavi gökyüzü deneyi yarım düzineden fazla yavru üretti. Ağırlıkları, geleneksel yolla doğan farelere benziyordu ve taşıyıcı anneleri sağlıklı bir plasenta geliştirdi. Tüm yavrular yetişkinliğe ulaştı ve kendi bebekleri oldu.

Sınırları Zorlamak

Teknoloji henüz ilk günlerinde. Birincisi, başarı oranı son derece düşük: Transfer edilen 7 embriyodan sadece 630'si tam yetişkin olarak yaşadı. Başarmak için yalnızca yüzde 1.1'lik bir şansla - özellikle farelerde - teknolojiyi erkek insan çiftlerine getirmek zor bir satış. Yavru fareler ağırlık olarak nispeten normal görünseler ve üreyebiliyor olsalar da, genetik veya diğer eksiklikleri de barındırabilirler ki bu, ekibin daha fazla araştırmak istediği bir şeydir.

"Fare ile insan arasında büyük farklar var" şuraya Hayashi önceki bir konferansta.

Bununla birlikte, üreme bir yana, çalışma kromozomal bozuklukların anlaşılmasına hemen yardımcı olabilir. Örneğin Down sendromuna 21. kromozomun fazladan bir kopyası neden olur. Araştırmada ekip, benzer bir kusuru barındıran fare embriyonik kök hücrelerinin, XY'yi XX hücrelerine dönüştürmeye yardımcı olan ilaç olan reversin ile tedavi edilmesinin fareleri kanserden kurtardığını buldu. diğer kromozomları etkilemeden ekstra kopya. İnsan kullanımına hazır olmaktan çok uzak. Bununla birlikte, teknoloji, diğer bilim adamlarının benzer kromozomal bozukluklar için önleyici veya tarama önlemleri bulmasına yardımcı olabilir.

Ama belki de en ilgi çekici olan şey, teknolojinin üreme biyolojisini nereye götürebileceğidir. Ekip, cüretkar bir deneyde, tek bir erkek iPSC soyundan gelen hücrelerin yavru doğurabileceğini, yani yetişkinliğe ulaşan yavruları gösterebileceğini gösterdi.

Hokkaido Üniversitesi'nde biyoetik uzmanı olan Dr. Tetsuya Ishii, taşıyıcı annelerin yardımıyla, "Bu aynı zamanda uzak bir gelecekte bekar bir erkeğin biyolojik bir çocuğa sahip olabileceğini gösteriyor" dedi. Çalışma ayrıca, nesli tükenmekte olan memelileri tek bir erkekten çoğaltarak biyolojik korumayı da ilerletebilir.

Hayashi, işinin etik ve sosyal sonuçlarının gayet iyi farkındadır. Ancak şimdilik, insanlara yardım etmeye ve yeniden üretim kurallarını deşifre etmeye ve yeniden yazmaya odaklanıyor.

Bayerl ve Laird, çalışmanın “üreme biyolojisinde bir dönüm noktası” olduğunu söyledi.

İmaj Kredisi: Katsuhiko Hayashi, Osaka Üniversitesi

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• Plato blok zinciri. Web3 Metaverse Zekası. Bilgi Güçlendirildi. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://singularityhub.com/2023/03/28/mice-with-two-dads-were-born-from-eggs-made-from-male-skin-cells/