Brytyjscy biolodzy molekularni po raz pierwszy stworzyli pełnoprawny zarodek, omijając fazę zapłodnienia komórki jajowej i jej fuzję z plemnikiem, co w przyszłości uprości proces klonowania - wynika z artykułu opublikowanego w czasopiśmie Nature Communications.
„Nasza praca poddaje w wątpliwość trwający prawie 150 lat dogmat, że tylko zapłodnienie komórki jajowej przez plemnik prowadzi do powstania pełnoprawnego zarodka i narodzin zdrowego potomstwa. Do tego czasu wierzyliśmy, że tylko jajeczko może „przeprogramować” nasienie, tak aby rozpoczął się normalny rozwój zarodka”- powiedział Tony Perry z University of Bath (Wielka Brytania).
Niektóre żywe stworzenia, na przykład jaszczurki, kury, ryby czy wiele owadów, są zdolne do partenogenezy - samozapłodnienia, w którym dwa jaja łączą się ze sobą, tworząc zarodek, lub żeńska komórka rozrodcza zaczyna się samorzutnie rozwijać, pomimo „połowy” zestawu chromosomów … W przypadku ssaków ta metoda rozmnażania jest zupełnie nietypowa i nie ma ani jednego gatunku zwierząt, który byłby do tego zdolny nawet w teorii.
Według Perry'ego próby sztucznego wywołania partenogenezy podjęto na początku XXI wieku, kiedy naukowcy próbowali „oszukać” jajo środkami chemicznymi i zmusić je do „rozpoczęcia” programu rozwoju zarodka poprzez dodanie roztworu chlorku strontu do pożywki. Okazało się, że taka sztuczka jest możliwa, ale takie „pół” embriony, które naukowcy nazywają partenogenotami, nieuchronnie giną po kilku cyklach podziału.
Z tego powodu naukowcy uważali, że jaja mają unikalne właściwości i mechanizmy, które pozwalają im rozpocząć proces narodzin nowego życia i fuzji ojcowskich i matczynych „połówek” DNA, ich oczyszczenie z tak zwanych znaków epigenetycznych i innych procedur krytycznych dla rozwoju zarodka.
Okazało się, że tak nie jest. Eksperymentując z takimi ciałami, autorzy artykułu stwierdzili, że potrafią „przeprogramować” plemniki, a nawet przygotować męskie komórki rozrodcze, dzięki czemu nadają się do fuzji z „połową” DNA partenogenot i dalszego rozwoju już w postaci pełnoprawnego zarodka. Zdaniem naukowców taki proces zakończył się sukcesem i doprowadził do narodzin zdrowych myszy w 24% przypadków, co jest bardzo dużą szansą powodzenia procedury klonowania.
Myszy urodzone w podobny sposób nie różniły się od „normalnego” potomstwa gryzoni i miały podobną masę, wielkość, inteligencję, równie często cierpiały na te choroby, które dotykają myszy i potrafiły pomyślnie się rozmnażać, dając zdrowe potomstwo po skrzyżowaniu ze sobą lub z „zwykłym” »Osoby odmiennej płci.
Jedyną różnicą w stosunku do myszy „naturalnych” była częstotliwość odczytywania ich genów - partenogeneza najwyraźniej nie prowadzi do oczyszczenia znaków epigenetycznych na DNA uzyskanym od „ojca”, co zmienia czytelność niektórych regionów ich genomu.
Film promocyjny:
Sukces tej procedury, jak zauważają Perry i jego współpracownicy, toruje drogę do stworzenia technologii „samozapłodnienia” człowieka, którymi interesują się lekarze, ponieważ pozwalają one uzyskać „czyste” linie embrionalnych komórek macierzystych, bez powodowania problemów etycznych związanych z niszczeniem żywe zarodki. Ponadto partenogeneza może pomóc naukowcom w szybszym odkrywaniu genetycznych korzeni rzadkich chorób poprzez tworzenie zwierząt z genomem składającym się z identycznych połówek.