به گزارش پایگاه اطلاع‌رسانی بنیان، گروهی از محققان وابسته به دانشگاه شانگهای جیائو تانگ در چین و دانشگاه کالیفرنیا در ایالات متحده، با استفاده از تخمک‌های بارور نشده موش ماده، بچه موش‌هایی بدون پدر را در آزمایشگاه ایجاد کردند. نتایج کار این محققان در مجله‌ی Proceedings of the National Academy of Sciences به چاپ رسیده است.

بکرزایی روشی برای تولد نوزاد از یک تخمک بارور نشده است. این روش از تولید‌مثل برخلاف پستانداران، به طور طبیعی در پرندگان، مارمولک‌ها، مارها، کوسه‌ها، برخی از ماهی‌ها، شته‌ها، عقرب‌ها، کنه‌ها و برخی زنبورها وجود دارد. اما اکنون محققانی در چین ادعا می‌کنند بکرزایی در موش‌ها را بدون حضور ‌DNA موش نر انجام داده‌اند. تاکنون، این شکل از تولیدمثل مصنوعی در پستانداران عمدتاً به دلیل فرآیندی به نام نقش‌گذاری ژنومی (Genomic imprinting) ناموفق بوده است. در فرایند مذکور برخی از ژن‌ها به صورت شیمیایی برچسب‌گذاری می‌شوند تا منشأ خود را نشان دهند، این فرآیند طبیعی، ژن‌های برچسب‌گذاری شده را خاموش می‌کند تا اطمینان حاصل شود که جنین‌ها بدون هیچ مشکلی رشد می‌کنند.

در پستانداران، تولیدمثل جنسی شامل ادغام DNA نر با DNA ماده است که فرزندان حاصل از آن دارای ماده ژنتیکی از هر دو والدین هستند. تحقیقات پیشین نشان داده است که بیشتر سلول‌های پستانداران نسخه‌هایی از ژن‌های هر دو والدین را بیان می‌کنند، اما تعداد کمی از آنها تنها ژن‌هایی را فقط از مادر یا پدر به ارث رسیده است را بیان می‌کنند. محققان در کار خود از چنین استثناهایی الگوبرداری کردند. محققان خاطر نشان کرده‌اند که تلاش­های تحقیقاتی قبلی با هدف ایجاد بکرزایی (پارتنوژنز) در پستانداران به دلیل نقش‌گذاری ژنومی شکست خورده است. آنها با اتخاذ رویکردی متفاوت بر این مشکل غلبه کردند. کار آنها شامل برداشتن یک تخمک از موش و سپس استفاده از CRISPR برای ویرایش ژن‌های آن به منظور شبیه‌سازی عملکردی از ژن‌هایی بود که از سوی موجود نر در طول فرایند لقاح طبیعی نقش داشتند. سپس آنزیمی را به تخمک تزریق کردند تا برخی از ژن‌ها را روشن و برخی دیگر را خاموش کند تا ژن‌های موجود در تخمک شبیه به تخمکی شود که توسط موجود نر بارور شده است. سپس تخمک در رحم موش ماده کاشته شد و در آنجا اجازه رشد به جنین داده شد. محققان این فرآیند را با چندین تخمک تکرار کردند و همه آنها را با هم در رحم یک موش کاشتند. همه جنین‌­ها پس از تولد زنده بودند، اما تنها یکی از آنها تا بزرگسالی زنده ماند و به اندازه کافی خوب بود که فرزندانی نیز به دنیا آورد. طی این پژوهش روشی از تولید مثل استفاده شده که قبلاً تصور می‌شد استفاده از آن در پستانداران امکان‌پذیر نیست.

در پژوهش جدید محققان دانشگاه شانگهای جیائو تانگ از جمله یانچانگ وی نشان دادند این نوع بکرزایی از طریق روش دستکاری ژنتیکی هدفمند و با کمک ابزار CRISPR امکانپذیر است. همچنین آنها نشان دادند موش متولد شده با این روش به سن بزرگسالی رسید و دارای فرزند شد. به گفته محققان روش جدید، علائم متیلاسیون DNA را ویرایش می‌کند، که در حقیقت تغییرات شیمیایی در ژنوم هستند که می‌ توانند فعالیت ژن‌های بدن را بدون تغییر توالی DNA دگرگون کنند.

براساس پژوهش، مناطقی که به طور ژنتیکی اصلاح شدند طی مراحل اولیه رشد جنین موش، اصلاحات متیلاسیون انجام شده را حفظ کردند. انتقال جنین‌های اصلاح شده به مادران جایگزین سبب شد رشد آنها ادامه یابد و در نهایت جنین‌ها به نوزادانی تکامل یافته تبدیل شدند.

پانوشت:

نقش‌گذاری ژنومی: یکی از نمونه‌های اثرات اپی‌ژنتیک است. نقش‌پذیری ژنی زمانی روی می‌دهد که فرزند هتروزیگوس aA ) یا (Aa  تنها یک الل را بسته به اینکه آن را از کدام والد دریافت کرده باشد بروز بدهد. در نتیجه، برای نمونه، فرزند Aa که الل A را از پدر و a را از مادر دریافت کرده، فنوتیپ A را نشان می‌دهد، در حالی که فرزند aA که الل A را از مادر و a را از پدر دریافت کرده فنوتیپ a را نشان می‌دهد. در این پدیده، فرزندان هموزیگوس ( AAوaa ) فنوتیپ یکسانی را نشان میدهند، در حالیکه هتروزیگوس‌ها متفاوت هستند. عوامل گوناگونی مانند متیلاسیون DNA یا تداخل RNA می‌تواند باعث این پدیده بشود

پایان مطلب/

:Ref

1. Yanchang Wei et al, Viable offspring derived from single unfertilized mammalian oocytes, Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073/pnas.2115248119.
2. https://phys.org/news/2022-03-mammalian-offspring-derived-unfertilized-egg.html.