يستخدم العلماء الهندسة الوراثية لإنشاء الفئران مع والدين ذكور

بواسطة ويل دنهام

(رويترز) – قام العلماء في الصين بالتلاعب بالخلايا الجذعية الجنينية لإنشاء الفئران المختبرية مع والدين ذكور تمكنا من العيش إلى مرحلة البلوغ – على الرغم من تشوهات تنموية كبيرة – فيما يطلق عليهما إنجازًا جديرًا بالملاحظة في الهندسة الوراثية للثدييات.

إذا تم تحسينها بشكل أكبر ، فقد يكون البحث ذا قيمة ، وفقًا للعلماء ، في الجهود المستقبلية المحتملة لمنع انقراض الأنواع المهددة بالانقراض بشكل نقدي ويمكن أن يبلغ مجال الطب التجديدي ، والذي يتضمن استبدال الأنسجة أو الأعضاء التي تضررت بسبب المرض أو عوامل أخرى.

تضمنت الدراسة ، التي نشرت في الخلية الجذعية لخلية المجلات ، استهداف مجموعة معينة من الجينات المستخدمة في التكاثر من أجل إنشاء ما يسمى ذرية ثنائية الآباء ، مع والدين ذكور بيولوجي بدلاً من أنثى ووالد ذكر. وهذا ما يسمى التكاثر الجنسي.

في حين من المعروف أن الثدييات تتكاثر فقط من خلال التكاثر الجنسي ، فإن بعض الفقاريات الأخرى بما في ذلك بعض الزواحف والبرمائيات والطيور والأسماك قد أنتجت ذرية باستخدام التكاثر الجنسي. وقد تضمنت هذه ظاهرة تسمى التكوين البارثين الذي يتشكل فيه الجنين من بيضة دون الإخصاب.

في الدراسة الجديدة ، تم إنشاء الفئران من خلال التحرير الوراثي للخلايا الجذعية الجنينية الماوس التي تستهدف فئة من الجينات الخاصة بالثدييات المعروفة باسم الجينات المطبوعة ، والتي يوجد حوالي 200.

الخلايا الجذعية هي خلايا يمكن أن تتطور إلى أنسجة جسدية مختلفة. الخلايا الجذعية الجنينية ، الموجودة في أجنة المرحلة المبكرة ، لها قدرة على التطور في جميع أنواع الخلايا من الجنين النامي. معظم أنواع الخلايا الجذعية أقل تنوعًا وقد تساعد في الحفاظ على الأنسجة والأعضاء التي تقع فيها.

وقال الباحثون إنهم قاموا بتعديل 20 من الجينات البصمة واستخدموا تقنية الاستنساخ من أجل إنشاء الفئران الثنائية.

وقال عالم الأحياء التنموي من الأكاديمية الصينية للعلوم ، الذي لم يتم إثباته بشكل قاطع من قبل “. ساعد في قيادة الدراسة.

وأضاف “هذه دراسة علمية أساسية تركز على النماذج الحيوانية. لا توجد خطط لتوسيع هذا النوع من التجارب للبشر”.

أنشأ الباحثون 1081 أجنة. من بين هؤلاء ، نجا حوالي 12 ٪ حتى الولادة ، أقل بكثير مما هو الحال عادة.

وُلد ما مجموعه 84 ذكر و 50 من الإناث. مات أكثر من النصف قبل الوصول إلى مرحلة البلوغ. أولئك الذين يصلون إلى مرحلة البلوغ جميعهم لديهم عيوب تنموية ، وشهدوا عمرًا مختصرًا وكانوا معقمين.

وقال عالم الأحياء التنموي والمؤلف المشارك في الدراسة جوانغ لو: “كانت الفئران ذات الثنائيات أظهرت اضطرابات تنموية ، بما في ذلك التشوهات القحفية ، حيث كانت نسبة عرض الوجه إلى الطول أوسع مقارنة بالفئر جامعة سين.

ابتكر الباحثون وسيلة لتخفيف هذين العيبين بشكل كبير من خلال تعطيل جين تنموي معين.

“ومع ذلك ، فإن الفئران لا تزال تظهر تشوهات سلوكية ، مثل الميل لدخول مركز اختبار المجال المفتوح ، وهو ما يتعارض مع السلوك الغريزي للقوارض ، الذين يفضلون عادة البقاء بالقرب من الحواف. عقم الفئران ذات الثنائيات قد يكون بسبب التعديلات المفرطة للجينات المطبوعة ، حيث تلعب هذه المناطق أدوارًا مختلفة في التطوير “.

هذا هو أحدث أبحاث تشمل الفئران المختبرية ذات الثنائي.

استخدم فريق من العلماء بقيادة عالم الأحياء التنموي Katsuhiko Hayashi من جامعة أوساكا في اليابان تقنية مختلفة في الأبحاث المنشورة في عام 2023 لإنشاء فئران ثنائي الأخوة عن طريق تحويل خلايا الجلد إلى ما يسمى خلايا جذعية متعددة القدرات ، والتي يمكن أن تتحول إلى أي نوع من الخلية.

وقال هاشي عن الدراسة الجديدة: “الفرق الرئيسي بين عملهم وعملنا ، يكمن في استخدام تحرير الجينوم لتوليد النسل”.

وقال هاياشي إن طريقة فريقه لا تتضمن تحرير الجينوم ، إلا بطريقة بسيطة ، وقد نمت جميع الجراء المستمدة من هذه التقنية إلى البالغين دون وفاة مبكرة.

وقال هاشي: “ومع ذلك ، يقدم هذا التقرير مساهمة كبيرة في فهم أعمق لوظيفة البصمة الجينية في نمو الثدييات والتقنيات الإنجابية”.

وقال عالم الأحياء التنموي Zhi-kun لي من الأكاديمية الصينية للعلوم ، المؤلف الأول للدراسة الجديدة ، إنه يمثل “إنجازًا ملحوظًا في الهندسة الوراثية للثدييات”. وقال إن التقنية المستخدمة في هذه الدراسة عززت التعددية – القدرة على التطور إلى أنواع عديدة من الخلايا – من الخلايا الجذعية الجنينية ، والتي قال إنها تلعب دورًا مهمًا في الطب التجديدي.

وأضاف “بالنسبة للأنواع المهددة بالانقراض ، توفر هذه التقنية طريقة محتملة لإنتاج ذرية من خلال التكاثر للجنسين ، دون الاعتماد على عمليات تمايز الخلايا الجذعية المعقدة”.

(شارك في تقارير ويل دنهام في واشنطن ، تحرير روزالبا أوبراين)